模擬電路中常見的積分電路,微分電路和差分放大電路

2019-09-16     盧飛快

積分電路



圖1,電路中,由虛短知,反向輸入端的電壓與同向端相等,由虛斷知,通過R1的電流與通過C1的電流相等。

通過R1的電流:

i=V1/R1

通過C1的電流:

i=C*dUc/dt=-C*dVout/dt

所以,

Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt

輸出電壓與輸入電壓對時間的積分成正比,這就是傳說中的積分電路了。若V1為恆定電壓U,則上式變換為:

Vout=-U*t/(R1*C1)

t是時間,則Vout輸出電壓是一條從0至負電源電壓按時間變化的直線。

02

微分電路



圖2,由虛斷知,通過電容C1和電阻R2的電流是相等的,由虛短知,運放同向端與反向端電壓是相等的。則:

Vout=-i*R2=-(R2*C1)dV1/dt

這是一個微分電路。如果V1是一個突然加入的直流電壓,則輸出Vout對應一個方向與V1相反的脈衝。

03

差分放大電路



圖3,由虛短知:

Vx=V1……a,Vy=V2……b

由虛斷知,運放輸入端沒有電流流過,則R1、R2、R3可視為串聯,通過每一個電阻的電流是相同的,電流:

I=(Vx-Vy)/R2……c

則:Vo1-Vo2=I*(R1+R2+R3)

=(Vx-Vy)(R1+R2+R3)/R2……d

由虛斷知,流過R6與流過R7的電流相等,若R6=R7,則:

Vw=Vo2/2……e

同理若R4=R5,則

Vout–Vu=Vu–Vo1

故:

Vu=(Vout+Vo1)/2……f

由虛短知,

Vu=Vw……g

由efg,得

Vout=Vo2–Vo1……h

由dh得:

Vout=(Vy–Vx)(R1+R2+R3)/R2

上式中(R1+R2+R3)/R2是定值,此值確定了差值(Vy–Vx)的放大倍數。這個電路就是傳說中的差分放大電路了。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/X7kgPW0BJleJMoPM5qBb.html