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由运放器件和RC电路构成的微分电路原理分析

本文关键字:

电路特性分析:
1)无输入信号,电路处于静态时,为电压跟随器形式(输出为0V地电位);
2)动态时,在输入信号作用下,因C1的充、放电作用,N1的工作状态在放大器和电压跟随器之间快速变身:
a、输入信号的t0~t1时刻(见图中的(c))。C1对输入跃升斜坡高电压平信号,产生了一个经C1、R1近似恒流的充电电路,并在C1两端建立左+右一的充电电压。此际因C1充电电流相对稳定,C1其等效Ri近乎不变,电路变身为反相放大器,输出负向矩形波平顶阶段(恰为线性电压),恰恰是由线性放大来保障的;
b、输入信号的t1~t2时刻(见图中的(d))。C1充电完毕,等效为断路。此时N1变为(跟随地电平的)电压跟随器身份,输出端回归为0V地电位;
c、输入信号的t2~t3时刻(见图中的(e))。输入信号产生斜坡式线性突降,即C1左端电位线性降至地电位,由此产生流经R1和Ri(C1等效电阻)的C1的恒流放电电流回路,因C1放电电流线性之故,其等效Ri近乎不变,电路又复变身为反相放大器。由输入信号电流方向可知,输出为正向矩形波。若保持τ=RC不变情况下,加大C的容量(同时减小R电阻值),会使电路的动态放大倍数提高,输出矩形波幅度加大;反之,使输出矩形幅度减小。


图 基本微分电路和输入、输出波形图
综述,由二极管构成运放的偏置电路(担当反馈元件)时,其开、关特性会导致运放电路的两次变身;由电容构成运放的偏置电路(担当反馈元件)时,因充电瞬时短路、充电时等效电阻逐渐变大、充电完毕相当断路(或放电时的等效电阻变化)的三次状态变化,会导致运放电路的三次变身。
从反馈支路的器件特性来分析动态中运放电路的变身,是分析电路原理的关键所在。

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