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简单电压放大电路设计

发布时间:2011/8/10 13:59:18 访问次数:6957

    某单元电路如图5-16所示,要求直流输入电压Ui=0.5V时,输出电压Uo=5V,误差不超过1%,试设计电路中的相关参数。

                            

  根据Auo=1+Rf/R1,电压放大倍数Au=5/0.5=10,可得R1=9R1, R2=R1//Rf
    从理论上讲,电阻R1、Rf和R2可以取得很多组不同的阻值。例如
    a.R1=2kΩ,Rf=18kΩ,R2=l.8kΩ.
    b.R1=2Ω, Rf=18Ω, R2=1.8Ω。
    C.R1=3MΩ,Rf=27MΩ,R2=2.7MΩ。
    如果取b组电阻值,则根据已知条件可以计算出流过Rf的电流为
                             IRf=URf/Rf=(Uo-Ui))/Rf=(5-0.5)/18=0.25(A)= 250(mA)

    这个电流超过了集成运放μA741的最大输出电流,放大电路不能正常工作。
    如果选用c组电阻值,显然不会造成运放输出负载过重,但存在以下问题:
    ①阻值高达27MΩ的电阻不易生产,而且噪声大、稳定性差、精度低。
    ②Ui=0.5V时,流过反馈电阻Rf的电流为
                              IRf=IR1=Ui/R1=0.5V/3MΩ≈167nA
    将这个反馈电流与集成运放μA741的输入失调电流(典型值为20nA,最大值为200nA>相比较可知,选用上述c组电阻值也
是不合适的。那么,是否可以取a组电阻值呢?可以从以下两方面分析。
    ①当Ui=0.5V,Uo=5V时,流过Rf的电流为
                              IRf=IR1=Ui/R1=0.5V/2MΩ=250nA
    它比集成运放μA741的最大输出电流小得多,而且又比最大偏置电流大1000倍以上。因此,这组电阻值能使电路正常工
作。
    ②R1、Rf和R2的阻值分别为2kΩ,18kΩ和1.8kΩ,在常用标称电阻系列之内,并且阻值适中。
    因此,可以选a组电阻值,也可以根据货源等具体情况选用其他符合要求的电阻值。此外,根据对电压放大倍数的精度要求,R1、Rf应选用误差小于0.5%的精密金属膜电阻器。R2的精度要求低,可采用廉价的碳膜电阻器。  Q20010-0035B

 

 


 

    某单元电路如图5-16所示,要求直流输入电压Ui=0.5V时,输出电压Uo=5V,误差不超过1%,试设计电路中的相关参数。

                            

  根据Auo=1+Rf/R1,电压放大倍数Au=5/0.5=10,可得R1=9R1, R2=R1//Rf
    从理论上讲,电阻R1、Rf和R2可以取得很多组不同的阻值。例如
    a.R1=2kΩ,Rf=18kΩ,R2=l.8kΩ.
    b.R1=2Ω, Rf=18Ω, R2=1.8Ω。
    C.R1=3MΩ,Rf=27MΩ,R2=2.7MΩ。
    如果取b组电阻值,则根据已知条件可以计算出流过Rf的电流为
                             IRf=URf/Rf=(Uo-Ui))/Rf=(5-0.5)/18=0.25(A)= 250(mA)

    这个电流超过了集成运放μA741的最大输出电流,放大电路不能正常工作。
    如果选用c组电阻值,显然不会造成运放输出负载过重,但存在以下问题:
    ①阻值高达27MΩ的电阻不易生产,而且噪声大、稳定性差、精度低。
    ②Ui=0.5V时,流过反馈电阻Rf的电流为
                              IRf=IR1=Ui/R1=0.5V/3MΩ≈167nA
    将这个反馈电流与集成运放μA741的输入失调电流(典型值为20nA,最大值为200nA>相比较可知,选用上述c组电阻值也
是不合适的。那么,是否可以取a组电阻值呢?可以从以下两方面分析。
    ①当Ui=0.5V,Uo=5V时,流过Rf的电流为
                              IRf=IR1=Ui/R1=0.5V/2MΩ=250nA
    它比集成运放μA741的最大输出电流小得多,而且又比最大偏置电流大1000倍以上。因此,这组电阻值能使电路正常工
作。
    ②R1、Rf和R2的阻值分别为2kΩ,18kΩ和1.8kΩ,在常用标称电阻系列之内,并且阻值适中。
    因此,可以选a组电阻值,也可以根据货源等具体情况选用其他符合要求的电阻值。此外,根据对电压放大倍数的精度要求,R1、Rf应选用误差小于0.5%的精密金属膜电阻器。R2的精度要求低,可采用廉价的碳膜电阻器。  Q20010-0035B

 

 


 

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