常規(guī)放大電路和差分放大電路

《常規(guī)放大電路和差分放大電路》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、常規(guī)放大電路和差分放大電路0、小敘閑言有一個兩相四線的步進電機，需測量其A、B兩相的電流大小，電機線圈的電阻為0.6Ω，電感為2.2mH。打算在A、B相各串接一個0.1Ω的采樣電阻，然后通過放大電路，送到單片機采樣（STM32，12位AD采樣），放大的電壓值是最大應(yīng)為3v。電路如下。我在這里討論其中的采樣放大電路。很多東西平時在書本上學到爛熟，但真正在實戰(zhàn)時，還是碰到了不少問題。紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。因此，在這里總結(jié)一下，供自己學習之用，或許也可給大家一點點幫助。圖1步進電機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖這里暫時不討論放大電路的工作原理，直接使用放大器的虛短（短路）和虛斷（斷路）性質(zhì)來分析這一類電路，

2、之所以在前面加個虛字，是因為放大器的兩端并不是真正的短路或斷路。如下圖所示，虛短：UP=UN，虛斷：IP=0;IN=0。無論放大器接在何種電路中，這兩個式子都是成立的。圖2放大器性質(zhì)1.1、電壓跟隨器電壓跟隨，聽名字應(yīng)該就能想到，它的作用就是輸出電壓Uo應(yīng)該是隨著輸入電壓Ui變化而變化的（Uo=Ui），如下圖所示，由上面講到的虛短性質(zhì)，很容易得到Ui=Up=Un=Uo。有人會疑問，直接把Ui接到Uo，豈不是更加方便，要這個做什么。這個就要看電路需求而定了。電壓跟隨器的作用一般是起到隔離的作用，輸入的電流太大的話，也不影響到輸出的電流。圖3電壓跟隨器電路圖1.2、電壓放大電路說了這么多，也沒有

3、看到放大器起到放大的作用，那么它是如下做到放大的電壓作用的呢，且看下面這個電路。圖4電壓放大電路從圖4可以看到電路將輸入電壓放大了-3倍，這個負號來源，在圖4中的公式推導已經(jīng)說得很明白了。充分利用虛短和虛斷的性質(zhì)，加上外接電路，可以實現(xiàn)放大電壓的功能（當然也可以縮小電壓）。這個電路有一個小小的問題，就是它放大電壓后有一個負號，平時我們要的都是輸出電壓與輸入電壓同符號，那么如何做到輸出電壓與同向呢，其實也很容易，且看下面電路圖5。它的放大倍數(shù)也很好計算，元器件沒有比上面多。但是這里又引是入一個新的問題，從下圖4的公式推導中，可以明顯看到，Uo/Ui>1，那么在我們需要將電壓值縮小的場合，這個電

4、路將不再適用。圖5電壓同向放大電路那么如何做到同向的任一放大倍數(shù)的電路呢，也并不難，又請看下方圖6電路。電路中多了兩個電阻，成本并不會增加多少。由圖6中推導的公式，如果R1+R2=R3+R4，那么放大倍數(shù)Uo/Ui=R4/R1,這個電阻阻值大小是完全可以做到任意選擇的。在實際電路的設(shè)計過程中，通常令R1=R3，R2=R4,這樣可以使R1+R2=R3+R4成立，同時也能夠很清晰地記住這個電路的放大倍數(shù)即為：Uo/Ui=R2/R1。圖6電壓同向任一放大倍數(shù)電路2、差分放大電路上面講到的所有放大電路都有一個明顯的特點，就是它們只是放大某一個電勢點，另一個電勢點是默認接地的。而有時我們需要放大電壓的

5、兩端電勢沒有一個接地的，那么這個時候，上述所有放大電路將不再適用。我文章一開頭提到的采樣步進電機電流，就是這種情況，這個時候就是差分放大電路登場的時間了。圖7差分放大電路在使用差分放大電路時，有一點需要特別地注意，不僅

6、k*(U1-U2)

7、<15（最好是小于13V左右，取得比較好的效果），而且Un與Up應(yīng)該也要小于15v，否則放大不會工作在線性區(qū)，導致電路非正常工作。心得總結(jié)關(guān)于放大電路的更加深刻的工作原理，比如虛短虛斷的性質(zhì)是如何來的，還沒有去更加深入的研究（雖然在本科期間學習過，但現(xiàn)在還是忘了），另外當圖4中的放大器負輸入端接地，而正輸入端接輸入電壓，無法得到想要的放大效果，也就是放大器

8、的正負輸入端倒底有何區(qū)別，還沒有很明白，是后要學習的內(nèi)容。博主畢業(yè)于自動化專業(yè)，熟悉C/C++/C#語言，算不上精通這些語言，平時也一直向網(wǎng)上各位大牛學習。業(yè)余使用Winform/WPF/QT開發(fā)一些上位機程序。對單片機，嵌入式開發(fā)也有較濃厚興趣。意向從事圖像處理，模式識別與智能系統(tǒng)方向。我的郵箱：endless@139.com，非常歡迎各位來交流學習。在博客園分享平時的一些學習筆記，希望能與網(wǎng)上各位同學交流，一來可以提升自己，二來或許可以給各位正在學習的同學提供一點點幫助。