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楼主: wb61850
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901
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 04:43 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览

差模电压与共模电压19

这是该运放电路的诸参数。
请大家明确几点:
1.Vi(输入信号)=Via-Vib
2.其电压放大倍数仅决定于相关电阻的比值,并且是等于-1的。这里的“-”表示输出信号Vo与输入信号Vi(=Via-Vib)是反相的关系。
3.Vo、Via、Vib均是对地电压信号。

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902
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 04:45 | 只看该作者

差模电压与共模电压20

说明一下:这里的Vi是指净输入信号。

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903
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 04:59 | 只看该作者

差模电压与共模电压21

我们知道,在这个放大电路中有一个基本的关系:Vo=-Vi=-(Via-Vib)。
也就是说:输出信号正比于输入信号的差值。如果Via=Vib,则Vo=0。
例如Via=5V;Vib=5V则Vi=5-5=0V,则Vo=-Vi=0V。
上述分析也可以这样说:如果两个输入端子对地的电压(Via、Vib)相等,则输出电压(Vo)等于零;如果两个输入端子对地的电压不相等,则输出电压正比于它们之间的差值。

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904
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 05:19 | 只看该作者

在以上电路图中发现一个重大错误,运放负载电阻RL没有接地

在以上电路图中,RL错误的接在了负电源上!实际上RL的一端是接地的。
全改过来是不太可能了,看来需要仔细复核才行。
唉,对不起大家了,立即改正过来。

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905
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 05:21 | 只看该作者

声明一下:关于这个实验的原理图以909楼为准

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906
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 05:34 | 只看该作者

差模电压与共模电压22

大家看,这就是用示波器测量输出信号Vo的接法,测试点均用排针焊接引出。
示波器的负端直接接地(通过焊接在地上的排针);示波器的输入端接运放的输出信号端(也是用排针焊接引出)。
大家可以看到接地的RL(运放的负载电阻),它的阻值是10K欧。

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907
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 05:40 | 只看该作者

差模电压与共模电压23

这就是测量用的接地排针(直接焊接在地上)。

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908
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 05:47 | 只看该作者

差模电压与共模电压24

这就是Via端与Vib端了,它们比地稍微突出一点。
请大家注意,这里我们并没有加激励信号(输入信号)。

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909
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 05:57 | 只看该作者

差模电压与共模电压25

这是没有输入信号时(Vi=Via-Vib=0)的输出波形。这个时候输出电压Vo=0(对地电压)。

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910
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 06:00 | 只看该作者

差模电压与共模电压26

那么我们怎样加输入信号呢?
其实我们用一段长度的导线就可以代替信号源了。

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911
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 06:08 | 只看该作者

差模电压与共模电压27

把一段大约60cm长的塑包导线焊接到反相输入端Via

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912
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 06:16 | 只看该作者

差模电压与共模电压28

大家可以看到这段导线的摆放是随意的。
我们知道一定长度的导线在杂散电场中会感应出一个电压来(相对于我们电路中的地,即黄铜皮)。这就等效为在Via端施加了一个对地信号,那么输出信号Vo会是怎样的呢?
还有一点需要注意,这时同相输入端Vib是没有加入信号的。

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913
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 06:27 | 只看该作者

差模电压与共模电压29

这就是在上述情况下的输出信号Vo的波形了,它的峰峰值大约为2V,主要频率为50Hz的工频。

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914
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 06:41 | 只看该作者

差模电压与共模电压31

我们在同相输入端Vib焊上同样长度的一段导线。这时输出信号Vo(=-Vi)又会如何呢?

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915
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 06:59 | 只看该作者

差模电压与共模电压32

这就是在上述条件下输出信号Vo的波形了。它的峰峰值大约为0.6V,比较918楼的波形减小了不少。
这是因为Vib同样由于杂散电场耦合形成的。由于两根导线处于比较接近的杂散电磁环境中,感应出的电压也就差不多,所以Vi=Via-Vib就比单接一根导线时要小一些。
这时的Via、Vib对地来说就是共模电压信号(它们相对于地来说都感应出一个电压信号)。而Vi则是它们之间差值的表现(因为Vi=Via-Vib),因此Vi是差模电压信号。

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916
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 07:12 | 只看该作者

差模电压与共模电压33

好了,我们现在把两根导线绞合在一起构成了双绞线。这时Vo又会发生怎样的变化呢?
请大家注意在这个电路中|Vo|=|Vi|,它们的相位相反。

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917
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 07:26 | 只看该作者

差模电压与共模电压34

这就是构成双绞线时的输出信号Vo的波形了。与上述两种情况相比,Vo几乎下降为零!
那么说是不是这个时候双绞线的感应电压=0呢?
应该这样说:两根导线的共模电压(对地)不等于零,而是等于第一种情况的值。
那么为什么输出电压Vo=0呢?
这时因为:两根导线靠的很近,所产生的感应电压几乎相同,因此Via-Vib=0,即Vi=(Via-Vib)=0。而Vo=-Vi,因此Vo=0。

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918
wb61850|  楼主 | 2009-4-19 07:48 | 只看该作者

总结一下

水平有限,错误难免。欢迎批评指教!

我们说:Via和Vib是共模电压,这是相对于“地”来说的。
我们说:Vi是差模电压(差动电压)这是因为Vi=Via-Vib,也就是说Vi是两个输入信号的差值。

共模电压(共模信号)有时会转化差模电压(差模信号),对电路产生一定的影响(其实我们上述的实验已经说明了这个问题)。

如果电路完全对称且平衡,则差模电压(差模信号)等于零。

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919
wb61850|  楼主 | 2009-4-22 02:01 | 只看该作者

你问我爱你有多深?IC带表俺的芯.....^_^

小小芯片,多少人为之痴狂!

忽悠吧你就.....^_^

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920
wb61850|  楼主 | 2009-4-22 02:11 | 只看该作者

它们说“IC”源于沙子

俺对此深信不疑,因为沙子里有大量的“硅”。

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