差分放大的问题！

只看该作者 · 2011-4-9 15:29

8楼的图，并非“不共地”，而是待测电池处于“悬空”状态。
此电路可用，但Vcc需要比较高的电压。电池电压300V时Vcc至少5V，电池电压更高时Vcc也需要更高。
另外，LM321输入不允许到电源负端，该运放应该使用双电源 ...
maychang 发表于 2011-4-2 21:37

对于您在十四楼得回答我还是不太明白，LM321输入不允许到电源负端是什么意思？
运放的单电源和双电源供电有什么区别呢？

只看该作者 · 2011-4-9 15:30

还是希望maychang老师再讲讲，或是能推荐一些资料看看。谢谢！

3万 · 2011-4-9 15:39

Sigh！
待我把图画出来。

3万 · 2011-4-9 17:23

先计算通过R1R2的电流。
假定运放可以工作，那么运放两输入端之间电压为零(虚短)，电流方向如图。因电流实际上并未通过两输入端构成回路，故用虚线表示。
那么通过电阻R1R2的电流为 300V/2Mohm=0.15mA。

实际电流如上图。两输入端之间并没有电流(虚断)，电流是经R4到地，再经电源，经运放内部到输出端，经R3构成回路。
由此可以计算出R4两端电压为0.15mA*10kohm=1.5V，输出端对地电压3V。
不是所有运放都允许共模输入范围低到电源负端＋1.5V的。
如果你用5V电源电压，那么输出端电位比电源正端低2V，也不是所有运放都允许输出高到比电源正端低2V的。
你并未选定运放型号，运放是否允许上述工作条件未知。这就是我在前面说建议使用双电源并且提高电源电压的原因。

只看该作者 · 2011-4-9 22:46

十分感谢maychang老师十分详细的讲解！按照您图中分析的电流回路，我觉得运放的地电位应该比输出端高才对呀，电流从运放的地流到运放的输出端，此时输出端输出Vout=-3V？还是运放的输入端V+ V-接电池组的正负极没有要求的，也就是把电池组的正负极颠倒极性后电路的输出电压也不变呢？（300V的正极接到运放的负上，负极接到运放的正上，HV+ HV-颠倒顺序，其它电阻接法不变。）

如果你用5V电源电压，那么输出端电位比电源正端低2V，也不是所有运放都允许输出高到比电源正端低2V的。我准备选用国家半导体的运放LMC6462，轨对轨输出的。

不是所有运放都允许共模输入范围低到电源负端＋1.5V的。使用正负电源供电的话可以是输入运放的共模电压降低是吗？

3万 · 2011-4-9 23:20

87楼：
我只能说，复习复习《电工基础》和《模拟电路》吧。

1万 · 2011-4-10 09:09

不是所有运放都允许共模输入范围低到电源负端＋1.5V的。使用正负电源供电的话可以是输入运放的共模电压降低是吗？

不会降低共模电压。
此电路的共模电压，与输入信号的大小直接相关。参见下式，其中的0.15mA是随着信号大小而变化的：

由此可以计算出R4两端电压为0.15mA*10kohm=1.5V，输出端对地电压3V。

1万 · 2011-4-10 09:41

楼主最需要明白的地方——电路的平衡原理（此前说的基本分析——原理上要讲得通），恐怕你现在还没有明白。下面耐心给你讲解一遍，明白了这些你就没事了。

1　基本状况：运放的两个输入端电流为0
2　问题提出——电压不平衡：在没有电源的时候，不妨将输出端接地。这样，图中的电流将形成两个输入端电压不相等的情况。这时，电路是不平衡的。此时在R4上的电压就是电路的共模电压。
3　自动平衡动作：运放上电后，电路会自动消除上述不平衡。怎样才能消除这种不平衡呢？
　这就必须有一个相反方向的电流使得两个输入端的电压相等——显然，如果输出电压为正，这是不可能的，因此，电路必须输出一个负电压，以提供与源电压产生的电流方向相反的电流，直到两个输入端的电压相等为止。此时，R4上的电压为0，即共模电压为0。
4　电源问题：根据上述分析，电路必将输出一个负电压，因此，按照图中的接法，需要有负电源。如果输入信号的极性调过来，则只有正电源就可以。
5　器件问题：根据3和4的分析，电路平衡时两个输入端的电压总是为0的，共模电压也是总为0的，因此，一般器件根本不能用单电源，只能用双电源。一定要用单电源，它必须能接受零电压输入而且要能接受一定范围的负电压输入——哪个器件能满足此要求，你跟大家要答案吧。
6　电路的性质：根据上述3的分析，由于源的电压极性指向同相端时是输出负电压，因此这个电路是反相放大电路。

总结：发现楼主一直没能沉下气来分析和理解遇到的问题，似乎是一直想等别的的答案。这样不好，你最好学习那个和我ID相似的analog921，他在这方面堪称榜样。