运算放大器应用分析

Gjinbiao

运算放大器应用分析 [复制链接]

如附件图片所示：
图一（1-1、1-2）说运算放大器同相端电压升高，反相端电压不变，运放输出电流变小如何理解？
我是这样理解的：A1是比较放大器，当同相端电压高于反相端输出高，当同相端电压小于于反相端输出高输出低；
A1输出的高低电平不是固定的么，它的电流如何能实现变大变小的过程呢？
图二（2-1、2-2）A3起来均流的作用，工作原理是什么呢？
请高手帮忙解答，谢谢！

gmchen

先解释你的第一问。
首先，你认为“A1输出的高低电平不是固定的么”，回答是“错"！要明白这里A1不是比较器，它实实在在是一个线性放大器。
以取样电压升高为例：同相端电压高于反相端，则A1的输出电位要升高，在Ui不变的条件下，VT1的发射结电压是下降的（这就是文中所说的VT1基极电流减小），所以VT1的集电极电流下降（或者说集电极-发射极之间的电压降增加）。
其实最直接的理解是：将晶体管VT1视为运放A1的一部分，即两者合为一个“大”运放。由于VT1的反相作用，这个大运放的输入端的极性与运放A1原来的极性相反，那样这个大运放与R1R2两个电阻就构成一个同相放大器，其输入电压是基准电压，电压增益是1+R1/R2，所以输出就是（1+R1/R2)*基准电压。

gmchen

再看第二问。
要理解第二问的电路，首先要理解MIC29712这个LDO稳压块。其实这个稳压块的内部结构很类似第一问的电路，所以也可以将它视为一个可以输出大电流的大运放，其同相端是一个内部基准电压1.24V，反相端就是引脚5。所以A1可以看成一个同相放大器，输出是(1+2.05/1.24)*1.24=3.3V。
比较难理解的是第二个稳压块A2，它的反相输入端是A3的输出，通过A3实现闭环。下面分析之：
对于一个运放来说，工作在线性区的条件一定是两个输入端的电位基本相同（所谓的虚短路）。若不满足此条件，运放就进入开环状态，其输出电位会急剧地摆向电源附近。
假设在开始时A1输出3.3V，而A2处于开环状态，输出接近电源电压——比如说是5V，那么A3的同相端就是5V。由于A3的反相输入端通过R3接到3.3V，所以流过R3的电流由右向左，此电流对电容C2充电导致A3的输出电压开始上升。当A3的输出到达1.24V左右时，A2脱离开环状态进入线性区，其输出电压开始下降。
两个运放都进入线性区以后，开始进行电流的比较。R4、R5是电流取样电阻。由于两个稳压块只有在输出电压相同的条件下才有相同的输出电流，所以与前面描述的脱离开环的过程类似，若A2的输出电流大于A1的，则A3同相输入端电压一定比反相输入端的偏高，此时A3的输出必然继续升高，这就导致A2的输出进一步下降。这个过程一直进行到两个稳压块的输出电流相同（即在两个取样电阻上的压降相同），此时A3两个输入端的电位相同，R3上没有压降，电容C2没有电流流过。

Gjinbiao

gmchen 发表于 2016-12-26 20:42
先解释你的第一问。
首先，你认为“A1输出的高低电平不是固定的么”，回答是“错"！要明白这里A1不是比较 ...

好的，了解了，谢谢！

Gjinbiao

gmchen 发表于 2016-12-26 21:28
再看第二问。
要理解第二问的电路，首先要理解MIC29712这个LDO稳压块。其实这个稳压块的内部结构很类似第 ...

解释的很好很详细，谢谢！