3.2.3 雙T濾波器
雙T 濾波器既可以用一個運放也可儀用兩個運放實現(xiàn)。他是建立在三個電阻和三個電容組成的無源網(wǎng)絡(luò)上的。這六個元件的匹配是臨界的,但幸運的是這仍是一個常容易的過程,這個網(wǎng)絡(luò)可以用同一值的電阻和同一值的電容組成。用圖中的公式就可以同時的將R3 和C3 計算出來。應(yīng)該盡量選用同一批的元件,他們有非常相近的特性。
3.2.3.1 單運放實現(xiàn)
如果用參數(shù)非常接近的元件組成帶通濾波器,就很容易發(fā)生振蕩。接到虛地的電阻最好在E-96 1%系列中選擇,這樣就可以破壞振蕩條件。
3.2.3.2 雙運放實現(xiàn)
典型的雙運放如圖20到圖22所示
運算放大器(Operational Amplifier,簡稱OP、OPA、OPAMP)是一種直流耦合﹐差模(差動模式)輸入、通常為單端輸出(Differential-in, single-ended output)的高增益(gain)電壓放大器,因為剛開始主要用于加法,乘法等運算電路中,因而得名。一個理想的運算放大器必須具備下列特性:無限大的輸入阻抗、等于零的輸出阻抗、無限大的開回路增益、無限大的共模排斥比的部分、無限大的頻寬。最基本的運算放大器如圖1-1。一個運算放大器模組一般包括一個正輸入端(OP_P)、一個負輸入端(OP_N)和一個輸出端(OP_O)。
通常使用運算放大器時,會將其輸出端與其反相輸入端(inverting input node)連接,形成一負反饋(negative feedback)組態(tài)。原因是運算放大器的電壓增益非常大,范圍從數(shù)百至數(shù)萬倍不等,使用負反饋方可保證電路的穩(wěn)定運作。但是這并不代表運算放大器不能連接成正回饋(positive feedback),相反地,在很多需要產(chǎn)生震蕩訊號的系統(tǒng)中,正回饋組態(tài)的運算放大器是很常見的組成元件。
開環(huán)回路
開環(huán)回路運算放大器如圖1-2。當一個理想運算放大器采用開回路的方式工作時,其輸出與輸入電壓的關(guān)系式如下:
Vout = ( V+ -V-) * Aog
其中Aog代表運算放大器的開環(huán)回路差動增益(open-loop differential gai由于運算放大器的開環(huán)回路增益非常高,因此就算輸入端的差動訊號很小,仍然會讓輸出訊號「飽和」(saturation),導(dǎo)致非線性的失真出現(xiàn)。
閉環(huán)負反饋
將運算放大器的反向輸入端與輸出端連接起來,放大器電路就處在負反饋組態(tài)的狀況,此時通??梢詫㈦娐泛唵蔚胤Q為閉環(huán)放大器。閉環(huán)放大器依據(jù)輸入訊號進入放大器的端點,又可分為反相(inverting)放大器與非反相(non-inverting)放大器兩種。
反相閉環(huán)放大器如圖1-3。假設(shè)這個閉環(huán)放大器使用理想的運算放大器,則因為其開環(huán)增益為無限大,所以運算放大器的兩輸入端為虛接地(virtual ground),其輸出與輸入電壓的關(guān)系式如下:
Vout = -(Rf / Rin) * Vin
非反相閉環(huán)放大器如圖1-4。假設(shè)這個閉環(huán)放大器使用理想的運算放大器,則因為其開環(huán)增益為無限大,所以運算放大器的兩輸入端電壓差幾乎為零,其輸出與輸入電壓的關(guān)系式如下: Vout = ((R2 / R1) + 1) * Vin
閉環(huán)正回饋
將運算放大器的正向輸入端與輸出端連接起來,放大器電路就處在正回饋的狀況,由于正回饋組態(tài)工作于一極不穩(wěn)定的狀態(tài),多應(yīng)用于需要產(chǎn)生震蕩訊號的應(yīng)用中。
理想運放和理想運放條件
在分析和綜合運放應(yīng)用電路時,大多數(shù)情況下,可以將集成運放看成一個理想運算放大器。理想運放顧名思義是將集成運放的各項技術(shù)指標理想化。由于實際運放的技術(shù)指標比較接近理想運放,因此由理想化帶來的誤差非常小,在一般的工程計算中可以忽略。
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