单电源反向比例运算放大电路疑惑

1万 · 2011-7-14 19:43

本帖最后由还我今生于 2015-4-2 19:34 编辑

此电路，输入是负的，那么通过10K电阻，13脚的电平就是负的，正常工作时将比地电平略微低。
这个电路13脚压根不会到-0.3V的。
-0.3V 是指12,13脚能输入的最低电压，比如地电平接在-0.3V上，电路也勉强能工作的，此时13脚电平
应该是比12脚略微低一点，几个mv而已。

1万 · 2011-7-14 19:46

图中LM324是单电源+5V供电的
R402 的电流是从地流上去的，这是一个充电电流。（充电器给电池充电）
所以在R402上形成负压，
疑问，为什么输入信号比电源的电压还要低，居然还能工作？
不理解，这个电路一直都工作正常。今天晾出来问问高手们。

只看该作者 · 2011-7-14 20:33

本帖最后由 ShakaLeo 于 2011-7-14 20:35 编辑

这跟LM324的输入级电路有关系，输入比地电位稍低的电压，输入级的管子不会完全饱和仍有放大作用，但太低就不行了。

3万 · 2011-7-14 20:52

LM324以及LM358运放输入使用PNP管(在讲运放结构的教材上特别称为横向PNP，这是由工艺来的名称)，而PNP管的集电极接地，因此输入端允许比电源负端还低一点而输入的PNP管仍处于线性区。
手册上标注，输入端允许比电源负端最多低0.3V，再低则发生错误。

1万 · 2011-7-14 21:02

本帖最后由还我今生于 2011-7-14 21:05 编辑

手册上标注，输入端允许比电源负端最多低0.3V，指的是这里的13脚吗？
仿真上做出来R402在 -1V 仍正常工作，这里的13脚仍在0V（虚地）吧

这样理解没错吧那就是说我这个电路可以正常工作吧

3万 · 2011-7-14 21:15

5楼：
指的是图中13脚和12脚两个输入端。
两输入端都比地低但都不到0.3V，仍可以正常工作。
R402上端对地为－1V，13脚不是虚地。因你的电源电压仅5V，而增益为10倍，运放无法输出10V电压，已经进入饱和。

1万 · 2011-7-14 21:36

仿真的时候是用了30V的电源，-1V放大-10 倍肯定是要超过5V了
所以用30V的电源仿真的
12脚这里就是等于地了吧，不会比地低0.3V了吧，所以可以工作了吧。

1万 · 2011-7-14 21:53

maychang 前面说两输入端都比地低但都不到0.3V，不太好理解啊
12脚应该就是等于地电平吧

3万 · 2011-7-14 22:05

8楼：
“两输入端都比地低但都不到0.3V，不太好理解啊”
例如同相输入端对地为－0.25V，反相输入端对地为－0.26V，这就是两输入端都比地低但都不到0.3V。

只看该作者 · 2011-7-14 22:19

上个图，反向放大器的等价杠杆，看是否能帮助理解。图中位置代表电平。
13脚是反向输入端，也就是虚地，运放正常工作时会保持在地电位。
R403是输入电阻、R404是反馈电阻，由一个刚性的杠杆连接，使得输出保持在输入确定的比例位置。
由于运放是单电源运放同时只加了单电源，因此输出不可能为负，所以，只有输入为负时，输出在可能为正，此时才能工作。
假如输入为正，那么控制杠杆的输出端理应为负，这只能在双电源供电的场合才可以。

只看该作者 · 2011-7-15 08:36

手册上标注，输入端允许比电源负端最多低0.3V，指的是这里的13脚吗？
仿真上做出来R402在 -1V 仍正常工作，这里的13脚仍在0V（虚地）吧

这样理解没错吧那就是说我这个电路可以正常工作吧 ...
还我今生发表于 2011-7-14 21:02

R402的压降-1V，通过的电流有10A了。

只看该作者 · 2011-7-15 08:43

R402上的信号应该很弱小，否则肯定不行！

只看该作者 · 2011-7-15 10:45

同意lss。
充电电流是mA级的吧，以1000mA为例，R402上压降-100mV，满足“输入端允许比电源负端最多低0.3V”，放大10倍后得到1V正电压。这样才正常工作。

1万 · 2011-7-15 15:43

下午给大家做个实验,我会把R402的电压调节到-1V
然后放大倍数调小到-3倍,那么放大后是3V 完全没问题了吧.
大家静待答案.

1万 · 2011-7-15 16:45

揭晓答案:
完全可以!

1万 · 2011-7-15 16:46

总算去掉心里一块大石!HOHO

只看该作者 · 2011-7-15 17:20

比-1V再低也可以，因为这是反比例放大，-1V的信号没直接加在输入端，算上失调电压，负输入端也就是比地电位低上几mV。之所以能用是因为LM324的输入级结构决定了输入共模电压的范围。有一些运放的输入共模电压范围是要比地电位高一些的，否则不能工作。

只看该作者 · 2011-7-16 00:45

5楼：
指的是图中13脚和12脚两个输入端。
两输入端都比地低但都不到0.3V，仍可以正常工作。
R402上端对地为－1V，13脚不是虚地。因你的电源电压仅5V，而增益为10倍，运放无法输出10V电压，已经进入饱和。 ...
maychang 发表于 2011-7-14 21:15

13脚怎么不是虚地？？？

1万 · 2011-7-16 10:30

运放进入饱和的时候自然不是虚地了

只看该作者 · 2011-7-16 23:25

最近我也用了这个电路，就是想在没有负电源供电的情况下，将负的信号转换为正的

我用LM358单电源供电，放大倍数-1 ，-0.7V的信号从运放“-”端进入，输出得到+0.7

用4558运放不行
LM358可以，实际测试，输入到 -(VCC-1.5)左右，都是OK的

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