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標(biāo)題: 求問(wèn)通用放大器+高壓輸出級(jí)電路分析 [打印本頁(yè)]

作者: 3116363708 時(shí)間: 2023-11-23 17:52
標(biāo)題: 求問(wèn)通用放大器+高壓輸出級(jí)電路分析
這個(gè)電路是通過(guò)一個(gè)通用運(yùn)放放大電壓之后，再經(jīng)過(guò)分立元件構(gòu)建高壓輸出級(jí)將電壓放大到更高（±170V），求問(wèn)這個(gè)高壓輸出級(jí)整體的原理是什么樣子的呢？各個(gè)三極管的作用是什么？
（這個(gè)是網(wǎng)上的電路，鏈接：急，求個(gè)高壓運(yùn)算放大器，可以把電壓放大到150V左右的_百度知道 (baidu.com)）

圖片1.jpg (87.92 KB, 下載次數(shù): 44)

作者: yzwzfyz 時(shí)間: 2023-11-24 11:09
1、運(yùn)放輸出范圍±15V。
2、信號(hào)從Q2的C極輸出，不會(huì)低于Q.B，不會(huì)高于VDD，范圍在-15V至180V。
3、Q7、Q8組成鏡像恒流源（理論上恒流源的內(nèi)阻=∞），IQ7e = IQ8e ≈IQ8c ,接在Q3的C極，當(dāng)作負(fù)載電阻。
信號(hào)從Q3的C極輸出，不會(huì)低于Q7.E，不會(huì)高于Q3.E，范圍在-180V至180V。
Q2作用：將輸出電壓從±15V轉(zhuǎn)移到-15V至VDD。
Q7、Q8作用：組成鏡像恒流源，做出一個(gè)∞的電阻，利于Q3放大。
Q3作用：將-15V至180V 轉(zhuǎn)移成±180V。

作者: Hephaestus 時(shí)間: 2023-11-24 14:10
Q2是放大電壓的核心器件，共射極放大器。

Q3是射隨器，只放大電流沒(méi)有電壓放大能力，增大負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。

Q7Q8構(gòu)成恒流源，與Q3配合驅(qū)動(dòng)負(fù)載，因?yàn)镼3只有“灌”電流能力，那么就需要Q7來(lái)“拉”電流。

還有一個(gè)至關(guān)重要的核心器件C1，因?yàn)椴迦隥2，環(huán)路增益過(guò)大，會(huì)把運(yùn)放第二個(gè)極點(diǎn)拉到0dB以上，這個(gè)電路是非常不穩(wěn)定的，會(huì)自激振蕩，所以必須要用C1進(jìn)行頻率補(bǔ)償，代價(jià)是系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能變差，但是環(huán)路穩(wěn)定了。

作者: 3116363708 時(shí)間: 2023-11-24 18:15

yzwzfyz 發(fā)表于 2023-11-24 11:09
1、運(yùn)放輸出范圍±15V。
2、信號(hào)從Q2的C極輸出，不會(huì)低于Q.B，不會(huì)高于VDD，范圍在-15V至180V。
3、Q7、Q ...

謝謝大佬！！另外還有一個(gè)小問(wèn)題，Q2在運(yùn)放輸出正弦波負(fù)半周的時(shí)候不就截止了嘛，那負(fù)半周的電壓是通過(guò)并放大的呢

作者: 3116363708 時(shí)間: 2023-11-24 18:17

Hephaestus 發(fā)表于 2023-11-24 14:10
Q2是放大電壓的核心器件，共射極放大器。

Q3是射隨器，只放大電流沒(méi)有電壓放大能力，增大負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。 ...

謝謝老師！另外還有一個(gè)小問(wèn)題，Q2在運(yùn)放輸出正弦波負(fù)半周的時(shí)候不就截止了嘛，那負(fù)半周的電壓是通過(guò)并放大的呢。

作者: coody_sz 時(shí)間: 2023-11-24 20:41
上面是2級(jí)直流耦合放大，下面是恒流源做負(fù)載。

作者: Hephaestus 時(shí)間: 2023-11-24 20:46

3116363708 發(fā)表于 2023-11-24 18:17
謝謝老師！另外還有一個(gè)小問(wèn)題，Q2在運(yùn)放輸出正弦波負(fù)半周的時(shí)候不就截止了嘛，那負(fù)半周的電壓是通過(guò)并放 ...

負(fù)半周Q2沒(méi)有截止，而是在控制Q3吸收Q7電流的程度，讓Q7給RL輸出的負(fù)電流恰到好處。

你不要用開(kāi)環(huán)的思路來(lái)考慮閉環(huán)問(wèn)題。

作者: xuanba18 時(shí)間: 2023-11-25 01:40
通用放大器（Operational Amplifier，簡(jiǎn)稱為Op-Amp）與高壓輸出級(jí)電路的分析涉及到兩個(gè)主要方面：通用放大器的特性和高壓輸出級(jí)電路的設(shè)計(jì)。
通用放大器的特性：

1.基本原理： Op-Amp是一種差分放大器，它具有兩個(gè)輸入端（非反饋端和反饋端）和一個(gè)輸出端。
2.放大倍數(shù)： Op-Amp的主要特性之一是具有非常高的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，通常需要將其作為差分放大器或比例放大器，并通過(guò)反饋電路將其放大倍數(shù)控制在需要的范圍內(nèi)。
3.輸入阻抗和輸入偏置電流： Op-Amp的輸入阻抗通常非常高，輸入偏置電流非常小。這些參數(shù)影響著電路的輸入特性。
4.共模抑制比（CMRR）： CMRR是衡量Op-Amp對(duì)共模信號(hào)的抑制能力。對(duì)于高精度應(yīng)用，CMRR通常需要很高。

高壓輸出級(jí)電路的設(shè)計(jì)：

5.輸出級(jí)負(fù)載：高壓輸出級(jí)電路需要能夠驅(qū)動(dòng)負(fù)載，因此輸出級(jí)的設(shè)計(jì)需要考慮負(fù)載的阻抗和功率需求。
6.功率放大器設(shè)計(jì)：如果需要驅(qū)動(dòng)大功率負(fù)載，可能需要設(shè)計(jì)功率放大器階段，考慮功率晶體管的選擇、散熱設(shè)計(jì)等。
7.過(guò)載和保護(hù)：考慮設(shè)計(jì)過(guò)載保護(hù)電路，以保護(hù)電路免受過(guò)電流和過(guò)壓的損害。
8.反饋電路設(shè)計(jì)：使用適當(dāng)?shù)姆答侂娐穪?lái)穩(wěn)定電路，并確保高精度的輸出。
9.濾波和穩(wěn)壓：在輸出級(jí)電路中可能需要包含濾波電路以去除高頻噪聲，并考慮穩(wěn)壓電路以確保輸出的穩(wěn)定性。

作者: 君工創(chuàng) 時(shí)間: 2023-11-26 21:45
典型的單端輸出電路，Q7Q8恒流源作為Q3的負(fù)載，運(yùn)放信號(hào)驅(qū)動(dòng)上半部分Q2Q3，通過(guò)改變Q3的內(nèi)阻而獲得放大的脈動(dòng)的電壓輸出。

作者: yzwzfyz 時(shí)間: 2023-11-27 09:53
說(shuō)說(shuō)你擔(dān)心的負(fù)半周。
V3為負(fù)不代表U1.6為負(fù)。U1.6 = (U1.3 - U1.2) * Av，理想Av =∞ , 實(shí)際取1000000也沒(méi)有問(wèn)題，所以可以認(rèn)為 U1.3 = U1.2，這就是虛地、虛短的由來(lái)。前提是運(yùn)放處于放大區(qū)！
圖中總輸出Q7.C，經(jīng)R12、R11分壓后（C11太小略去），U1.2 ≈ 0.1K/100K 縮小了1000倍。
由于輸入V3 = 170mVp，U1.3 最小 = -170mV，這時(shí)反饋回來(lái)的U1.2能不能達(dá)到-170mV呢？
答案是能的，這時(shí)Q7.C = -170V（前面已計(jì)算了1000倍）。注意電源是-180V，具備提供-170V的條件。
如果輸入再大，你擔(dān)心的事才會(huì)出現(xiàn)了。

你的擔(dān)心，問(wèn)題出在：你感覺(jué)輸入V3為負(fù)，運(yùn)放輸出即為負(fù)。概念錯(cuò)了！實(shí)際本圖輸出永遠(yuǎn)>0.5V。
記住：運(yùn)放輸出U1.6取決于 (U1.3 - U1.2) * Av。
由于Av 趨于∞，所以運(yùn)放輸出只有以下三種情況：
1、U1.3 > U1.2，U1.6 =+∞，由于實(shí)際電源的限制，只能 =+E（正飽和）；
2、U1.3 < U1.2，U1.6 = -∞，由于實(shí)際電源的限制，只能 = -E（負(fù)飽和）；
3、U1.3 = U1.2，U1.6 = C，由于實(shí)際電源的限制，C只能在 -E至+E之間取值（放大區(qū)）；
本例：C 在 -15V 至+15V之間取值，實(shí)際是在0.7V左右很小的范圍內(nèi)變化的一個(gè)近似正弦波（電流正弦，電壓有非線性變異）。

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