Micro-Cap模擬電路,OP放大器應用


Micro-Cap10,Micro-Cap11,Micro-Cap12所有的軟件安裝包,都存放在本人QQ(3299****80)的雲盤里面,有大量圖片和文字入門教程參考

一、  大多數程序員面對是C語言,在PC這邊低頭編寫代碼,有時跟本不關心“模電知識”,因為直接使用大規模集成芯片或專職的硬件工程師。但在當今的數字世界(CPU,DSP,ARM,MIPS等)時代,不管多么AI智能,

         多么大規模集成,多么高速運算的應用,它始終離不開自然世界里的模擬信號,比如大氣壓,溫度,濕度,光度,DC電,AC 電,馬達轉速,海水,水壓,生物微電信號等等。 而處理這些信號的,

         就是運算放大器的模擬前端。放大器是很重要的,可以說是重中之重!但是放大器要用好是很難的, 還常常和數字電路打架,搞得電路不能正常工作,吃過苦工程師的應該有不少吧??

 

二、 本人能熟練應用Micro-Cap仿真軟件,也在開發設計過程中,從大量的設計圖紙通過它仿真后,去做出來的產品后來看,其的理論值和實驗值很接近的,最少有97%以上。不能100%一樣是因為,元器件參數和應用環境不可能理想化的。

   比如,一個普通的電阻來說,它能指示電流,電壓,功率,動態和靜態時能畫了模擬信號的理論波形,但是如果要指示工作溫度,由溫度引起的漂移,所產上誤差參數是不現實的,鬼知道你的板子大小?PCB熱處理?通風還是密封?

        外界噪音或干擾因素有成千上萬!所以用Micro-Cap仿真要把握基來原則,不要一有問題就抱怨這不行  抱怨那不行~!!!從我個人理解,全人類所認知的,能用文字描述記載的現象,應該都在圖書管的書本上了,而模擬信號方面的

        基本上都在Micro-Cap里面了(費話)

 

三、放大器應用小集合(不斷更新中。。)

       大部分是從書本記錄下來的,主要是因為,感覺以后可能會用上的,方便自己以后查找,也方便他人參考。

        1.反相放大器利用小電阻實現大增溢

        問題來源是:在很大的放大倍數應用時,RF電阻要很大,電阻一大后穩定性差,噪音大。(Micro-Cap仿真不出來的)

        方法如下:R2.R3和R1設置在同一數量級上,則用電阻R4實現大增益。

 

        2.輸入信號的大小、放大器內部輸入阻抗和增益輸出的影響 

         總結:Avd和Rid越大,Avf越接近理想值,誤差值也會越小。

         看下圖吧,如果真正理解它的函義,對選擇與應用放大器很關鍵,就比方說在P和N並個電容,有什么好處?帶來什么壞處??

三、運算放大器分為三種及特性

        1.同想放大器,輸入阻抗高,因此易受電磁場影響,精度會不足,常用在前置放大器中。

        2.反相放大器,性能穩定,但是輸入阻抗比較低,能滿足一般的應用

        3.差分放大器,輸入阻抗較低,但是構成三運放后,具有高共模比,高輸入阻抗,高可變增益等優點

四、放大器之間連接,直接耦合和阻容耦合的特性

       1. 放大器級與級之間通過電容連接,隔直作用,靜態工作點好,簡單方便;但低頻信號電抗大,不適合緩慢的信號傳遞,而且電容都是在幾十UF以上的,不方便在放大器內部集成,只能用分立元件實現

       2. 放大器級與級之間直接相接,很好的低頻特性,適合直流放大器,方便集成;但是因為直接相連接,工作點必然受到影響,分析變得復雜化,就要解決倆大問題:級間電平問題,0點漂移問題!!

五、輸入失調電壓和失調電流的補嘗

       比如,一個反相放大器,令RL=R1//Rf,有必要時,就在輸入端加入補嘗電壓或電流。

六、提高輸入阻抗電路

       采用正反饋和運放的虛短,將R21的下端電位提到與輸入端等電位,減小向輸入回路索取電流,成為自舉電路,因而具有很高的輸入阻抗

 

七、消除放大器的高頻自激

        主要方法就是,破壞產生自激的條件,它們是幅值和相位。而相位補嘗的一般方法:電容滯后、RC滯后和密勒效應補嘗。

 

八、放大器的反饋類型

       1.反饋電路直接從輸出端引出的----------------------------------》電壓反饋

       2.從負載電阻RL靠近地端引出的--------------------------------》電流反饋

       3.輸入信號和反饋信號分別加在2個輸入端的---------------》串聯反饋

       4.輸入信號和反反饋信號加在同1個輸入端的---------------》並聯反饋

       5.反饋信號使輸入信號減小的-----------------------------------》負反饋

       6.反饋信號使輸入信號增大的------------------------------------》正反饋

 

九、設計前置放大器要考慮的問題

       1.信號,指要處理信號的幅值和頻率,跟據幅值來設計放大器的增益,根據頻率來設計系統的濾波器。

       2.噪音,噪音幅值和頻率,來源和性質。

當噪音和信號的頻率有重疊時,一般不能用普通的濾波器來抵御,而應跟據噪音來源,采用相應的技術進行抑制干擾。

十、改進放大器的低頻和高頻響應

       處理低頻信號,采用直接耦合放大電路;處理高頻信號,則采用共基極放大電路。

十一、檢查放大器是不是自激了,

       若有自激,在無信號輸入時,示波器上可以看到波形或小粗帶;有信號時,波形會疊加振盪粗帶。

十二、限副放大器

        不想多說了,自己看圖,簡單的很

 

十三、由放大器構成的運算電路

           1.反相比例運算,同相比例運算,差分比例運算。

           2.求和運算,

          3.微分和積分運算

          4.對數和指數運算

          5.峰值、谷值運算電路

          6.絕對值,有效值和均值運算電路

看到這么多種的運算應用,感覺萬用表和示波器就是一個放大器的黑盒子。

 


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