本帖最后由 maychang 于 2013-8-5 14:07 编辑
借路过兄帖用一用,揭露“专家里面的专家”“大师里面的大师”真面目。
任何运放总需要偏置电流,虽然可能很小,但不为零。
这是Fairchild生产的典型BJT输入运放LM1458的datasheet之部分
该运放典型偏置电流80nA。
另一厂家NS生产的LM1458的datasheet之部分
该厂家典型偏置电流200nA。
如果是场效应管输入例如TL082,偏置电流小得多
与LM1458相比较,小了4~5个数量级,但不为零。
下图是“专家里面的专家”、“大师里面的大师”原图
我们就此图进行仿真。先选用BJT输入运放LM1458。图下面波形是仿真运行到200ms左右时的波形。
看上去好像一切正常,输出并无失真,幅度也是输入幅度的2倍。
可是,仿真运行到4秒,波形就不一样了。明显输出波形下移,表明运放同相输入端存在一个对地为负的电压。
这个负电压怎么来的?
回忆一下运放LM1458构造。LM1458输入端是NPN管,其基极电流方向指向片内。耦合电容两端初始电压为零,由于此NPN管基极电流(也就是运放输入偏置电流)对耦合电容充电,电容两端电压在逐渐变化,方向是左正右负。换言之,给运放同相输入端施加了一个负电压,使输出波形下移。
由波形移动方向可以推论:随时间增加,输出波形必将移动到负向切峰。
我们还可以计算一下需要多少时间。取LM1458输入偏置电流典型值80nA,耦合电容是1uF,那么电容从零充电到1V需要t=CU/I=12.5s,移动10V需要125s。仿真需要等待一个小时以上(我用的步长相当小)。
仔细看看“专家里面的专家”、“大师里面的大师”仿真用的耦合电容,是1uF。既然运放同相输入阻抗极高,为何用1uF这么大的电容?既然运放输入阻抗极高,电容用1pF就够了。
把耦合电容改成原来的百分之一即10nF,再仿真看看。
我们可以预料:偏置电流没有变化,耦合电容变成百分之一,那么电容充电所需要的时间也是百分之一。换言之,我们把波形移动的速度加快了百倍。
下图是耦合电容10nF,仿真运行时间10ms时波形。波形看上去挺正常,输出波形没有偏移。但仔细看,从最左边到最右边,输出波形已经稍微下移了一点点。
仿真运行到100ms左右,输出波形下移得厉害。
仿真运行到500ms,输出波形明显切峰。
一个电路,可以正常工作的标准,总要以若干千小时或者百万小时计算吧?“专家里面的专家”、“大师里面的大师”创造出来的“对于现有电路理论上的一个重要补充”,工作125秒就休息!
我们还可以预言:对于偏置电流方向是流向片外的运放如LM324或者LM358(该运放输入级为PNP管),按照上述电路,输出波形必定向上移动。
前面已经说明:TL082输入偏置电流比LM1458要小4~5个数量级,如果使用同样的耦合电容,并且耦合电容没有漏电,那么出现切峰所需时间要增加4~5个数量级,即数千秒到数万秒。不过,工作数万秒(几个小时)的电路甚至可以工作数十万秒的电路,就可以说是正确的电路?
即使正常工作数万秒(即几个小时),也不是什么“对于现有电路理论上的一个重要补充”,只能是根本“连过渡过程和稳态都分不清,连基本电路分析都不知道”。
顺便说一句:耦合电容若有漏电,“专家中的专家”、“大师里的大师”的电路却是可以工作的。电容漏电造成本不能工作的电路反而可以工作,在没有晶体管的时代就有过这样的事情,屡见不鲜。尤其是那时较大容量的电容除电解电容外只有纸介电容,电容的浸渍材料不如现在好,密封也不如现在好。
现在,我想各位可以看清楚:“专家中的专家”、“大师里的大师”连个猪八戒也不如。这样的“专家”“大师”,乃是毁人不倦的专家大师。
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