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一个基本概念测试题

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楼主: 6398
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6398|  楼主 | 2013-8-5 12:16 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览
GavinZ 发表于 2013-8-5 11:38
这么解释的话,就成了脑筋急转弯儿题了。
不用self compensation类型的OPA,电容漏电也能工作。
能让它工 ...

不是本人看不起你,而是,如果你不信,可以实际测试,如果结论不同,那么再来否定本人
空说无用,实际结果才是 人们都能接受的。好吧?

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maychang 2013-8-5 14:20 回复TA
还真看不起你,不是假的看不起。 
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pengjianxue| | 2013-8-5 12:48 | 只看该作者
简单的道理:
1,如果运放偏置电流较大,且运放输入端对地等效漏电电阻极大,积分电路开机短时间(暂态)能工作,时间一长,就不工作了。

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pengjianxue| | 2013-8-5 12:58 | 只看该作者
1,所谓无直流偏置电流通路运放放大器能工作的简单原因:
  运放偏置电流很小,运放输入端对地等效漏电电阻不是很大。这种所谓能工作,是虚假的,是不可靠的。

2,所谓无直流偏置通路开关电容滤波器能工作,是误解:
   书上的是原理简图,并非实际图。即使能“工作”,也是暂态的。因为,开关的占空比不可能是完全的50%,
   开关回路的充放电阻抗,不可能完全一致的。所以,必然存在电荷累积,运放迟早要堵塞的。

彭建学  上海
  
  


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GavinZ| | 2013-8-5 13:23 | 只看该作者
本帖最后由 GavinZ 于 2013-8-5 13:26 编辑
6398 发表于 2013-8-5 12:16
不是本人看不起你,而是,如果你不信,可以实际测试,如果结论不同,那么再来否定本人
空说无用,实际结 ...

啥子嘛,我第一次接触运放时,啥也不懂,没有给AD620提供直流偏置电流,结果导致‘飘’出工作范围。
就你这么个实验,你都没搞清楚为啥它就工作了,就是一个“菜鸟级的低级错误”,没普遍适用性,
要不你来把我那个倒霉蛋儿AD620给弄正常了???

你把你那神器供起来吧,它真给你长志气。

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6398|  楼主 | 2013-8-5 13:44 | 只看该作者
关于运放的工作原理,相信这个坛子里,没有人懂,到目前为止。不排除以后会有明白的可能。
下面,本人对运放真正的工作原理进行解释,你懂就懂不懂就不懂。本人不相信,教课书能真会教会原理。信不信油腻!可能有一定基础的,能够理解。但基础概念较差的,就可能性不大了。不管本人的解释,对你是否有帮助,本人都无需任何人对本人进行感激感谢之类,本人只是愿意助人为乐而已!对于那些无法理解,而又要进行人身攻击,或因为没有理解,而看到别人可以理解,而心存不满或嫉妒者,也没有必要再进行解释。对于基础较差,无法理解者,本人表示无能为力。
运放采用差动放大器,有共模差模信号之分。差动放大输出,是因为差动输入不为0,而产生输出。共模电压理想情况不产生输出电压,但提供了类似单电源三极管放大电路的偏置电压。在差动放大的长尾电路中,采用电流源是聪明的设计,也是至今为止,很少有人能理解的。这里,共模电压的作用下,在电流原产生一个可变的电压,共模电压变化,电流源电压也随之变化,方向相同。差模电压在共模电压的基础上变化,这就是相当于三极管单电源供电的偏置电压。
所以,你现在应该知道,差模电压共模电压这个偏置电压的基础上变化。
那么这个共模电压,在电压串联负反馈电路中,是如何体现的呢? 以1楼电路为例,将电容短路,那么共模电压就是输入电压,反相端电压也非常接近输入这个共模电压。为何如此?因为差模放大倍数很大,所以差模电压很小,通常虚短就是指差模电压几乎为0 。然而,实际上,从本质来说,差模电压不是0,而是很小。
偏置电流是神马?在没有差模电压的情况下,偏置电流就是共模电压作用下的电流,对于电流源长尾电路来说,如果为2mA,beta为100,那么偏置电流就是2mA/2/100 = 10uA。可见没有共模电压这个偏置电压,就不会有偏置电流的存在。这一点,诸位应该可以明白了。
如果共模电压变化,偏置电流会变化吗?这作为一个作业,思考题,留给诸位。这里指的是NPN输入电流源长尾电路的差动放大器。
那么实际电流源非理想,对于理想电流源是也成立?通常小信号电路的计算,是要考虑电流源的内阻的。但计算之复杂程度,是你们这些非专家们,所绝对无法想像的到的。即使格雷也要用近似计算方法。


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6398|  楼主 | 2013-8-5 13:53 | 只看该作者
差模输入电压虽然很小,但也是存在的。差模电压在共模电压的基础上变化,差模电压产生的基极电流,也同样在偏置电流的基础上变化。这个应该可以理解了吧?
如果差动放大倍数为200db,那么差模输入电压在+-间就可以认为为0了,的同时,偏置电流上变化的电流也可以认为为0了。

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6398|  楼主 | 2013-8-5 13:59 | 只看该作者
差动放大器为何采用正负电源?因为这样可以不使用隔直电容,而提供偏置电压,即共模电压,就是GND为共模电压,在差模输入为0的情况下。
对于输入有电容的差动放大电路,对于直流信号无法工作,但无电容就可以工作。
电容只是适合交流输入,而且频率还要足够高。这样电容可以看作短路。这里有共模电压吗?有的,综上所诉,您应该已经明白了,通过短路的电容的电压,就是共模电压,与无电容时的情况,对于交流信号来说,完全一样。如果还不明白,就要好好想想了。特别是酱油先生!
对于Gz先生,本人表示,无需你一定明白。虽然明白为更好。
至于老许的内部偏执电流问题,你也应该好好想想了,内部工作电流,在输入NPN无偏置共模电压的情况下,也依然无法导通。

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6398|  楼主 | 2013-8-5 14:04 | 只看该作者
差动放大器可以采用单电源吗?可以,但输入共模电压要高出2V左右为好。或更大,根据实际情况。
对于输入电容问题,不存在电容不同材质的问题,对于1楼电路或其他电路,电容何种材质都可以。工作原理都是一样的。
需要再次说明的是,偏置电流仅仅因为共模电压的存在而存在,与电容漏电流没有关系。电容漏电与其两端电压有关,在几乎为0的情况下,几乎没有漏电,这不是电源,电容可能漏电。而是作为交流短路来用的。希望pengjianxue能够理解这个问题。

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6398|  楼主 | 2013-8-5 14:21 | 只看该作者
那么,开关电容中的运放如何工作的呢?很简单,有共模输入电压,就有偏执电流的存在。对于上面给出的开关电容电路,共模电压为GND。所以,偏执电流存在对于反相端来说。因为负反馈关系成立,即使对于电容,所以差模增益很大,同相端共模电压也近似为GND,这导致同相端虽然是电容输入,但依然可以提供偏执电压和电流。
所以这就可以得到一个结论,即使+—端,反馈短没有明显的偏执电流通路,但负反馈作用,能够使得其得到共模偏执电源压和电流。这完全得益于负反馈之作用。在调解过程结束的稳态,就是两端近乎仅仅由共模电压作用,而差模几乎为0 。
这一点很重要,希望诸位好好思考,争取早日明白!

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stupidboy456| | 2013-8-5 14:49 | 只看该作者
静待大神回复,,普济天下,恩泽四方

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pengjianxue| | 2013-8-5 14:49 | 只看该作者
LZ应该清楚:
1,运放输入端存在直流偏流,直流偏流会对积分电容单方向充电。
2,开环增益不可能是理想的无穷大,因此,运放必存在输入直流失调电压,输出直流失调电压不可能理想零。
   输出直流失调电压会对积分电容单方向充电。
3,开关电容充放电不对称,等效输入直流电流不为0,会对积分电容单方向充电。

上述的任何一项,都可使积分电容持续充电,直至运放堵塞。

可见,那个开关电容滤波器简图是不能维持工作的。

但愿LZ能够明白。

彭建学 上海



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6398|  楼主 | 2013-8-5 14:59 | 只看该作者
pengjianxue 发表于 2013-8-5 14:49
LZ应该清楚:
1,运放输入端存在直流偏流,直流偏流会对积分电容单方向充电。
2,开环增益不可能是理想的无 ...

首先,这就是个隔直通交电容,对于交流短路。
开环差模放大倍数很大即可,没有无穷大一说。
失调电压,是在共模电压存在的情况下,才存在。没有偏执的共模电压,就没有失调电压。希望你能明白这一点。
失调电压的冲放电问题,完全可以忽略,因为决定性作用,为负反馈之作用。失调电压仅仅是带来一点点误差。
占空比都是50%的,开关电容均为如此。
而且开关电容不是积分,而是用电量守恒来计算的。积分是积分,与开关电容无关,积分是要用电阻的,而上面电路完全无此问题。

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pengjianxue| | 2013-8-5 15:51 | 只看该作者
共模电压为0,就没有失调电压,这个结论听起来很新鲜!
  
纠正:运放输入失调电压在正常条件下,近似与外部输入共模电压无关,运放内部输入有个等效输入失调电压,
     因此,共模电压为0,也有输入失调电压,也就有输出失调电压。
     
建议LZ选用最好的运放,运放输入端接地,负反馈用电容(哪怕用电阻,即有直流反馈回路,也行),试一试,看看运放输出是否为0.

   实践会加深理解。

彭建学  上海

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pengjianxue| | 2013-8-5 15:56 | 只看该作者
输入失调电压是运放的内在的反映运放性能的参数,而共模电压是外在的使用参数,两者在一定程度上相互独立。

看问题,要看本质。

彭建学  上海

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6398|  楼主 | 2013-8-5 16:12 | 只看该作者
pengjianxue 发表于 2013-8-5 15:51
共模电压为0,就没有失调电压,这个结论听起来很新鲜!
  
纠正:运放输入失调电压在正常条件下,近似与外 ...

没有共模电压,不等于,共模电压为0。这里说的是没有输入电压。

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pengjianxue| | 2013-8-5 16:16 | 只看该作者
建议LZ选用最好的运放,运放输入端接地(共模和差分输入电压均0),负反馈用电容(哪怕用电阻,即有直流反馈回路,也行),试一试,看看运放输出是否为0.

彭建学 上海

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6398|  楼主 | 2013-8-5 16:16 | 只看该作者
pengjianxue 发表于 2013-8-5 15:56
输入失调电压是运放的内在的反映运放性能的参数,而共模电压是外在的使用参数,两者在一定程度上相互独立。 ...

建议还是看看上面说的为好。偏执电流,不会独立存在。没有共模电压就没有偏执电流。失调电压很小,无法其决定作用。datasheet中的偏执电流等等,都是在一定的测试条件下,并非无缘无故出现的。这里的电容,为短路,与积分无关。既然电容短路,那么输入+ 的电压,就是在稳定状态的共模电压。虽然这里有些重复上面所说,但还是希望你能明白。

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xukun977| | 2013-8-5 16:58 | 只看该作者


观察至此,基本可以判断:大师根本没有动手实验过,只是在仿真环境里玩玩而已。
真玩过假玩过区别很明显的。

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pengjianxue| | 2013-8-5 17:09 | 只看该作者
搞了20多年了的研发,怀疑有我知识和经验有限,没发现或遇到LZ所说例外的情形。

于是我对1楼图做了仿真,结果已出。今天有事,明天贴上来,大家看。

彭建学  上海

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60
maychang| | 2013-8-5 17:16 | 只看该作者
pengjianxue 发表于 2013-8-5 17:09
搞了20多年了的研发,怀疑有我知识和经验有限,没发现或遇到LZ所说例外的情形。

于是我对1楼图做了仿真, ...

回彭兄:
我已经仿真,请移步https://bbs.21ic.com/icview-589403-1-1.html酱油启示录——44。

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