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运放理论计算与逻辑分析偏差,有问题,求救

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楼主

各位大牛,你们好,这是一个明显的带通滤波器设计。从理论上来说,当输入Vi是交流信号的时候,串联电容相当于阻抗位0,vi输入电流i1=Vi/1Kohm,从而使得输出时Vo-Vdc=i1*4Kohm,Vdc为3.3V的一半分压,用于运放的输出的偏执电压,使得输出不会截止或饱和,所以Vo=-4Vi+Vdc,这是逻辑上计算得出的结果,也和文档里的一致。至于带宽,此处就不涉及了。
但是如果我直接用阻抗计算方法,纯理论计算,那么结果就不是VO=-4Vi+Vdc了,所以我很迷惑,是不是我的理解的理论有偏差,请各位大神解疑释惑。理论计算如下:(Vi-Vdc)/(1kohm+1/sc)=(Vdc-Vo)/4kohm,注:c位Vi输入的隔直电容。所得结果为:Vo=vdc+vdc*4Kohm/(1Kohm+1/sc)-Vi*4kohm/(1Kohm+1/sc),如果f=0,那么Vo=vdc,这结果很对,因为线路中没有电流。但是当f为一定值时候,电容的阻抗Zc=1/sc约为0(指相对于1Kohm的值),此时Vo=-4vi+5Vdc,这是肯定不对的。我的理论计算哪里有问题么?
Help!

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沙发
qzlbwang| | 2013-6-8 11:30 | 只看该作者
结果没错!
产生这样的原因:是你讲Zc=1/sc作近似等于0的结果。这样的结果相当于将C视作为短路——直流(f=0)时也直通。

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板凳
lzlrobert|  楼主 | 2013-6-8 12:37 | 只看该作者
qzlbwang 发表于 2013-6-8 11:30
结果没错!
产生这样的原因:是你讲Zc=1/sc作近似等于0的结果。这样的结果相当于将C视作为短路——直流(f= ...


在带通的频率下,输出确实应该Vo=-4Vi+Vdc。可是推导结果却不是?
不是太明白你说的,能稍微所详细点么。
不好意思

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地板
qzlbwang| | 2013-6-8 12:41 | 只看该作者
作近似1/sc=0的原因!这样的近似相当于将C作无穷大,直流也通过了。

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5
xukun977| | 2013-6-8 12:44 | 只看该作者

没弄清基本概念,正弦稳态分析不能这样搞。
前面两个“很对”,纯属巧合;最后那个不对,多出来的Vdc是因为电路发生故障,耦合电容击穿短路了。

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6
qzlbwang| | 2013-6-8 12:49 | 只看该作者
这一部分“vdc*4Kohm/(1Kohm+1/sc)”是计算直流成分,频率应按f=0考虑!

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lzlrobert|  楼主 | 2013-6-8 12:51 | 只看该作者
qzlbwang 发表于 2013-6-8 12:41
作近似1/sc=0的原因!这样的近似相当于将C作无穷大,直流也通过了。

这个电路也就是为了带通作用,串联电容C是为了隔离一定低频段的信号,并联的40pf是为了隔离一定高频段的信号。逻辑上理解,肯定是能得到文档的结果,但是,理论计算如下:(Vi-Vdc)/(1kohm+1/sc)=(Vdc-Vo)/4kohm,注:c位Vi输入的隔直电容。所得结果为:Vo=vdc+vdc*4Kohm/(1Kohm+1/sc)-Vi*4kohm/(1Kohm+1/sc),我想这个应该是没问题,对吧。
要得到文档里Vo=-4Vi+Vdc的结果,1/sc的取值是?
我表示不理解啊:'(
你要不推导一下,然后解释下,牛人同志。

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8
qzlbwang| | 2013-6-8 13:00 | 只看该作者
公式推导没错,只是近似过程错了,要直流部分和交流部分分开来作近似:直流部分令f=0,  1/sc=∞。交流部分令1/sc=0。呵呵一个公式里要用两种近似(某些人可能接受不了)

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9
lzlrobert|  楼主 | 2013-6-8 13:04 | 只看该作者
qzlbwang 发表于 2013-6-8 13:00
公式推导没错,只是近似过程错了,要直流部分和交流部分分开来作近似:直流部分令f=0,  1/sc=∞。交流部分 ...


理解上俺能想得通,可是公式上,接受不了哇...
我就是某些人。:lol

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10
qzlbwang| | 2013-6-8 13:16 | 只看该作者
1/sc=1/jwc
w=?
w与信号频率有关。
vdc*4Kohm/(1Kohm+1/sc)这部分的信号频率又是多少?Vdc的频率难道不是0?

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11
qzlbwang| | 2013-6-8 13:22 | 只看该作者
用频域计算解决问题,就需要把不同的频率分开来处理。当然也包括了将交流与直流问题分开来处理。

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12
qzlbwang| | 2013-6-8 13:29 | 只看该作者
所以从严格意义上讲,应该直流和交流情况分别推导公式,然后合成。
对于直流:Vo=Vdc
对于交流:Vo=-4Vi
所以:Vo=Vdc-4Vi

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13
lzlrobert|  楼主 | 2013-6-8 13:41 | 只看该作者
qzlbwang 发表于 2013-6-8 13:22
用频域计算解决问题,就需要把不同的频率分开来处理。当然也包括了将交流与直流问题分开来处理。 ...

嗯,多谢!

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14
528388812| | 2013-6-8 13:55 | 只看该作者
非常感谢

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15
airwill| | 2013-6-17 09:15 | 只看该作者
楼主的问题, 我咨询了 TI 的官方论坛. 请看
http://www.deyisupport.com/quest ... s/f/52/t/23587.aspx

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