随着第九届的结束,第十届马上又会如火如荼的准备起来了。不少的新鲜血液又会加入智能车这个大家庭,不少新手关于硬件电路这一块就是上网找个电路照着做一遍,然后凑合着用不去分析电路原理,鄙人不才在这里给新手们谈一下放大电路的有关问题。 首先从第七届组委会给出的电磁放大方案开始谈,因为第五届给的是三极管方案我不大喜欢分析三极管放大,个人喜好问题请大家见谅吧。图1是组委会方案,方案的最大优点是元件够少够简洁性能也不错。为什么把放大倍数设为50倍左右呢?因为LMV358的单位增益带宽为1MHZ,我们的输入信号频率为20KHZ。所以放大倍数最大为1M/20H=50。好啦我们先分析电路。 图1 因为运放的输出电压范围不可能超过运放的供电范围,因此此电路只能放大信号的正半轴无法放大信号的负半轴,1脚输出为放大后的半个正弦波如图2所示,从图中可以看出这并不是一个正规的半波,为什么会这样呢?因为LMV358的失调电压还是比较大的,大约有几个毫伏,经过50倍放大后就把信号往上(或往下)移位了上百毫伏。如果输出信号够强那么1脚的输出就变成了幅值为5V的方波。放大器输出的信号电压变化还是很大的不能直接给单片机的ADC,所以又经过了RC滤波将其处理为稳定的直流电压信号。经过RC滤波后电压波动就很小了,这个直流电压的大小为多大呢?当放大器还在线性区即输出为半个正弦波的时候直流信号的大小为:峰值/3.14 (用一个单积分即可证明),当放大器非常饱和即输出为方波的时候直流信号的大小为:2.5V(虽然LMV358为轨对轨但是还是不能输出电源电压,并且考虑的损耗所以这个信号最大为2.4V左右)。 经过简单分析这个电路的缺点就暴露出来了:输出电压范围太窄(0-2.4V)。这个范围对于比较电压0-3.3V的ADC还是可以接受的,不过要想输出2.4V恐怕50倍的放大倍数是远远不够的。怎么解决呢?最简单的办法就是换个带宽够大的放大器,至于其他方法改天再说。 图2
补充内容 (2014-9-15 13:17):
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