关于放大器的两个输入端问题。

只看该作者 · 2014-8-9 10:35

在理想放大器下，当把放大器结成闭环的时候正向输入端和反向输入端的电压是一样的，这就是所谓的虚短。但是下面这个电流电压互转电路我遇到了问题。当流过R2的电流超过15ma时2脚的电压明显高过3脚电压，差异能达到4V之多导致输出不正确。虽然我又加了一个放大器做了个差分处理达到了要求，但是我不明白为什么在闭环情况下俩输入端电压会有这么大的差异，仿真的时候差异很小。

只看该作者 · 2014-8-9 10:35

1万 · 2014-8-9 12:27

虚短仅适用于运放块的线性放电电路。楼主的U:ib好像是比较器电路。

只看该作者 · 2014-8-9 13:42

本帖最后由 qinlu123 于 2014-8-9 14:02 编辑

captzs 发表于 2014-8-9 12:27
虚短仅适用于运放块的线性放电电路。楼主的U:ib好像是比较器电路。

这不是比较器电路，这个是模电书上的电压转电流电路。比较器电路都是开环的或者是正反馈的比如滞回比较器。

只看该作者 · 2014-8-9 15:09

这个最好看一下器件的PDF，另外仿真是理想化环境

只看该作者 · 2014-8-9 22:00

刚来论坛，不知道回复能不能赚点积分下载东西。

只看该作者 · 2014-8-10 08:25

数码小叶发表于 2014-8-9 15:09
这个最好看一下器件的PDF，另外仿真是理想化环境

谢谢指点。

只看该作者 · 2014-8-10 09:40

qinlu123 发表于 2014-8-9 13:42
这不是比较器电路，这个是模电书上的电压转电流电路。比较器电路都是开环的或者是正反馈的比如滞回比较器 ...

U1b不是正反馈吗?
看不出u1a的作用是啥，
楼主最好到模拟技术那里发问，人气较旺

只看该作者 · 2014-8-10 12:11

无聊中，仔细分析下～～
楼主前面提到，“当流过R2的电流超过15ma时”，也不知楼主你究竟需要的最大电流是多大，不过你考虑过LM358的输出电流和电压范围没有？还有那个VCC的值，对你的设计也有很大影响的。可惜你没有给出更详细的东西。
1、第一个运放构成了个改进的 howland 电流源，这是个性能非常优异的电流源，这一点上楼主的选择是很不错的。不过可惜双向的特性在这里用不上。。
   又仔细看了下，电路不对，运放输入端搞反了～～电流不可调····这个楼主自己查查资料。。
2、电流-->电压转换，这个倒是典型的 I/V 转换电路，
   接地的R3，怎么也没搞明白是做什么用的，即便当前端的线路断开，此时运放也仍构成了个电压跟随器，而不会开环。
   VCC的作用是偏置，调节输出电压偏移用的。话说这个用个电压参考源比较好吧？
   作为测量部分，往往都要送进ADC，而带ADC的MCU一般最高也就5V输入，可以假定这个VCC为5V，那么为了保证线性工作，U1:A的反相输入端最高也就是5V，假定R2的电流为20mA（猜测：楼主可能是在搞4～20mA电流环。），那么在电流正向输入时，R2压降 = 20mA*250ohm=5V，运放输出要为0才可以，但是别说实际运放不可能这么理想，即便是仿真，也要在30mV多。（刚从几个LM358的模型中随便选了个仿真了下，在输入电流17mA时就开始出现非线性了）。
解决的办法：
1、为运放提供负电源。-1V就足够。
2、增大VCC。但这样不满足ADC输入范围，可以在输出用电阻分压，或增加个运放进行变换。
3、干脆把250ohm的R2改为小一些的阻值，比如200。虽然说输出电压范围会变小，不过有ADC啊，分辨率可是不变的，用软件处理下就OK。
4、俺能想到的最后一种办法，楼主用I/V变换，是反相电路，随着输入电流增大，电压会减小··趋向于0。那么可以把输入电流方向改一下，这样I/V变换就会变得相当容易。不过前面的电流源的方向也要变了，嗯，成了电流陷。

3万 · 2014-8-10 12:51

只看该作者 · 2014-8-10 14:21

鸟鸟发表于 2014-8-10 09:40
U1b不是正反馈吗?
看不出u1a的作用是啥，
楼主最好到模拟技术那里发问，人气较旺 ...

这里不是模拟技术吗？

只看该作者 · 2014-8-10 14:34

huayuliang 发表于 2014-8-10 12:11
无聊中，仔细分析下～～
楼主前面提到，“当流过R2的电流超过15ma时”，也不知楼主你究竟需要的最大电流是 ...

1、双向特性是什么意思啊求指点。电路没错，+5V就是输入，我没有找到电位器就用+5V、+3V代替电压输入。
2、R3确实没有用，没有R3电路性能反而更好，我是看的书上的电路不知道其用意。
3、VCC在这里是5V，起电压参考源的作用。
层主给的4点建议使小生受益匪浅。
最后我想问一下图中2脚和3脚的电压差异4、5V是正常现象吗？

只看该作者 · 2014-8-10 14:39

huayuliang 发表于 2014-8-10 12:11
无聊中，仔细分析下～～
楼主前面提到，“当流过R2的电流超过15ma时”，也不知楼主你究竟需要的最大电流是 ...

我确实在做0-20ma电流电压转换，除了层主给出的4条建议还有一个办法。2脚对1脚的电压始终为我第一个运放反相输入端对地电压（已经过实物实验），我再加一个运放做个差分处理就完美解决了。

只看该作者 · 2014-8-10 15:33

2脚和3脚的电压差异4、5V

当然不是正常现象了。运放如果要工作在线性区域，必须满足虚短、虚断的概念。虚断不用说，不管什么状态都会满足，关键是虚短，必须满足。

那个双向，嗯，不标准的说法，俺一直没想起来该怎么说，本想说交流信号了的，又嫌麻烦。。。。结果就～～抱歉。
howland 电流源既可以做源（输出）又可以做陷（吸入），控制电压可以为直流也可以为交流，输出（吸入）电流同样也可以为直流或交流。
你那个电流源的那个电路错了，运放的两个输入端弄反了。
请参考 AN-1515 A Comprehensive Study of the Howland Current Pump。

只看该作者 · 2014-8-10 16:36

话说，你用I/V变换，还不如用个差分放大呢。。同样是250欧电阻，4个100k欧电阻，4～20mA输入，输出范围在1～5V。

只看该作者 · 2014-8-10 23:53

嘿嘿，了解…………

只看该作者 · 2014-8-11 07:58

huayuliang 发表于 2014-8-10 15:33
当然不是正常现象了。运放如果要工作在线性区域，必须满足虚短、虚断的概念。虚断不用说，不管什么状态都 ...

确实弄反了。

1万 · 2014-8-12 13:14

qinlu123 发表于 2014-8-10 14:21
这里不是模拟技术吗？

:lol是模拟技术

1万 · 2014-8-12 13:16

虚短是运放的性能尽量使同相反相端的电压相等，但是主要还是由外部电路决定的

只看该作者 · 2014-8-12 16:34

留个脚印，证明来过

关于放大器的两个输入端问题。

相关下载

相关帖子

技术新星奖章

以坛为家

涓涓之细流

技术奇才奖章

湍急之河流

七世轮回

精华达人奖章

技术导师奖章

十世金身

沉静之湖泊

突出贡献奖章

无冕之王奖章

伴坛终老

技术领袖奖章

坚毅之洋流

荣誉元老奖章

偶尔光临

核心会员奖章

常驻人口