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优秀学习笔记分享:正弦信号放大抬升,有计算有验证,更有一颗爱学习的认真劲儿!

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发表于 2025-2-27 14:09:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
这是一个非常认真的学习笔记,来自学员:喜欢吃蛋炒饭,现在分享给大家。
2 S# B5 h$ D$ m. S2 t1 ~1 y" c* V需求:将一个100mV/50Hz的交流信号放大2倍并抬压4.7V以供ADC采样,我只有5V的基准电源以及一个通道的运放。该用什么电路实现。3 O6 x& c2 c9 V1 o) p  `3 F0 M
(1)第一种抬压电路:
" g7 V: J8 a  H; z! c. I- G, e- M

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' W8 l# N4 a! R
抬压电路1
. ~1 g7 ?7 r# i+ k; J  o如果使用这种抬压电路,没有抬压4.7V也没有放大两倍,分析如下:
9 d2 j+ P4 Y1 r5 M+ }) r. Z4 ^①没有使用电容进行隔直,此时通过R17与R18分压产生的直流偏置信号也会被放大,导致无法抬压4.7V。且直流分析时,运放放大的并不是R17与R18产生的分压,而是V8在R11端产生的电压。  k: _+ E" f* W! p: R. p
②交流分析时,直流电压为0,此时运放放大的就不是V6信号,而是V6在R15+R17//R18端产生的分压,运放输出虽然没有失真,但是输入并没有放大两倍。, s4 g4 ~& o0 Q- U$ r/ i5 Y
(2)第二种抬压电路:改进的R17与R18分压,增加了一个4.7V的电压基准。
! D8 M; D; L, ^3 a$ d) B

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1 {3 l2 b, F. Q% o* h
抬压电路2% K9 @, I6 W1 C% X) |
此抬压电路可以抬压4.7V,但是放大倍数不变,与第一种情况相同,是由于交流分析时,运放放大的是R2与R10之间的分压,导致没有放大两倍,如果调整R7=30k,会得到放大两倍的输入信号,但仍然是没有电容隔直的作用,导致最终直流偏置也被放大,无法做到抬压4.7V。: D2 T/ L* f+ d
(3)第三种抬压电路:加上电容隔直。
, G8 y/ ~" E) _3 J4 v7 V

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% z8 s; |2 J$ W直流分析:交流信号接地,电容相当于断路,电路图如下:; ?% Q) |, C5 M4 q% O

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# k, h# \+ [6 l3 s, I0 M4 [$ l
此时相当于一个跟随器,直接将直流信号一比一跟随到输出。
6 d8 \$ f  D/ \2 O2 C) k6 E交流分析:直流信号接地,电容相当于短路,电路图如下:
" _6 K- [* D# x) L

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& E8 a. u% l# Y$ S/ ^8 H) v
此时由于原来的直流信号为0,R26与R27上没有电压,此时运放的正极相当于只有正弦信号输入,此时电路为一个同相比例运算电路,示波器查看,输出信号被放大两倍。
; D9 L& R1 ?$ t+ q综上,经过直流分析与交流分析可以满足需求,该电路可以使用。! |$ \/ P1 ^! M% ]4 N" ~) V9 |' V6 r! B
问:如果我要放大一倍并抬压怎么办。& `$ d0 |/ |  J3 I5 ]) T- L
答:使用反向放大器,如下图所示' d" P" |7 r/ E9 L8 w7 w2 W; `

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2 l; z8 ?5 O/ s4 Y  W
满足了需求,但是反向了,后续还需要再加一个反向比例运算器进行再反向处理。这种情况怎么办?
* a1 u( @8 s7 e' O9 Q& K2 U: l  m& L5 t
声明:
7 d" H( r6 U2 y! f/ J4 `本文转载自工程师看海公众号 ,如涉及作品内容、版权和其它问题,请联系工作人员微(13237418207),我们将在第一时间和您对接删除处理!投稿/招聘/广告/课程合作/资源置换 请加微信:132374182078 q1 z9 g% m: ?8 E. B

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8 `( a, y# f  a; i
你的同向放大电路输出信号准确吗?看看都有哪些误差来源?
! J, i/ h8 s- }1 T
8 K, G* G# q# ^/ o! ~+ s0 S  I) i

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容性反射和感性反射$ E/ {& [$ w/ x6 ~0 s3 v& u

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