由運放器件和RC電路構(gòu)成的微分電路原理分析

發(fā)布時間:2024-03-14
電路特性分析:
1)無輸入信號,電路處于靜態(tài)時,為電壓跟隨器形式(輸出為0v地電位);
2)動態(tài)時,在輸入信號作用下,因c1的充、放電作用,n1的工作狀態(tài)在放大器和電壓跟隨器之間快速變身:
a、輸入信號的t0~t1時刻(見圖中的(c))。c1對輸入躍升斜坡高電壓平信號,產(chǎn)生了一個經(jīng)c1、r1近似恒流的充電電路,并在c1兩端建立左+右一的充電電壓。此際因c1充電電流相對穩(wěn)定,c1其等效ri近乎不變,電路變身為反相放大器,輸出負向矩形波平頂階段(恰為線性電壓),恰恰是由線性放大來保障的;
b、輸入信號的t1~t2時刻(見圖中的(d))。c1充電完畢,等效為斷路。此時n1變?yōu)椋ǜS地電平的)電壓跟隨器身份,輸出端回歸為0v地電位;
c、輸入信號的t2~t3時刻(見圖中的(e))。輸入信號產(chǎn)生斜坡式線性突降,即c1左端電位線性降至地電位,由此產(chǎn)生流經(jīng)r1和ri(c1等效電阻)的c1的恒流放電電流回路,因c1放電電流線性之故,其等效ri近乎不變,電路又復(fù)變身為反相放大器。由輸入信號電流方向可知,輸出為正向矩形波。若保持τ=rc不變情況下,加大c的容量(同時減小r電阻值),會使電路的動態(tài)放大倍數(shù)提高,輸出矩形波幅度加大;反之,使輸出矩形幅度減小。
圖 基本微分電路和輸入、輸出波形圖
綜述,由二極管構(gòu)成運放的偏置電路(擔(dān)當(dāng)反饋元件)時,其開、關(guān)特性會導(dǎo)致運放電路的兩次變身;由電容構(gòu)成運放的偏置電路(擔(dān)當(dāng)反饋元件)時,因充電瞬時短路、充電時等效電阻逐漸變大、充電完畢相當(dāng)斷路(或放電時的等效電阻變化)的三次狀態(tài)變化,會導(dǎo)致運放電路的三次變身。
從反饋支路的器件特性來分析動態(tài)中運放電路的變身,是分析電路原理的關(guān)鍵所在。
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