浅谈运放电路。

围场最黑窝窝头

咔溜 发表于 2014-9-14 22:23
仪表用运放怎么样？

仪放主要用在对高精度的测量中，在智能车这里没有必要。

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接1楼

就组委会给出的电路来说如果能采集峰值，而不是采集平均值那么输出电压范围不就能增加很多了吗？那么我们就来做一个简单的峰值保持电路。峰值保持电路如图3所示，一个二极管和一个电容就构成了一个简单的峰值保持电路。这个电路的原理很简单，假设输入正弦波的峰值为5V，那么正弦波达到波峰时电容c1也被充电到接近5V，当正弦波开始下降时由于二极管的单相特性C1没有放电回路，因而C1的电压被保护起来只有更高的波峰到来时C1上端的电压才回被改变。问题来了C1的电压只能升不能降我们还咋检测赛道啊？很简单加个负载电阻给C1一个放电回路就好了如图4所示。图4中的RL为什么是51K呢？因为我们小车的舵机周期为20ms，控制周期要跟随舵机周期（控制周期比舵机周期长了不行，太短了也没啥用）。在图4中的时间常数RC为5ms，把C1的电量放光大约需要4RC即20ms，这样能够跟随的上输入信号峰值的变化（因为单片机ADC有一定的漏电流，并且输入信号变化不会太快我们不需要把电放光，因此RL在实际中可以用大一点的还是根据测试来选定）。这个电路的最大输出可达4.2V左右（硅管的导通电压大约0.6V-0.7V，再考虑到各个部分的损耗）。

                              

图3

图4

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现在我们解决了输出电压范围不够大的问题，但是貌似对放大倍数依赖还是很大怎么办呢？我们从头来看这个电路，这个电路是对信号的正半周放大对负半周无视，如果我们能把负半周也利用起来不就把对放大倍数的依赖削弱一半吗？现在我们把电路图修改为图5的样子。

                              

图5

这个电路想必大家都不陌生，全波放大加二倍压检波在技术报告上经常见到，现在简单地分析一下这个电路。这个电路的输入信号分为两个部分，一是经过C1耦合进来的20KHZ交流信号；二是经过R1、R2分压得到的2.5V直流信号。由于隔直电容C2的存在对于直流信号放大器相当于一个跟随器没有放大作用，对于交流信号而言具有50倍左右的放大作用。因此放大器1脚的输出就是放大后的交流信号和2.5V直流信号的叠加，如图6所示（黄线是0V）。这样就完成了全波放大，后边是二倍压整流。当然这是个正向放大还可以把电路做成反向放大的形式如图7所示。关于二倍压整流模电书上还有网上都有解释我说的肯定没有书上说的好我就不废话了。这样的话电路的输出可以达到3.4V左右（两个二极管会消耗掉1.2V还要考虑各个元件的损耗）。

图6

图7

这里所讲的放大器都是5V单电源供电的，所以仿真用的是一款轨对轨运放LMV358，如果要用非轨对轨运放比如op07、NE5532等用5V供电线性区就太窄了，需要比较高的供电电压。这些电路都是做过实物测试的，为了方便就用仿真的形式给大家看。现在就告一段落了以后想起什么再慢慢添吧。

围场最黑窝窝头

工大飞虎队007 发表于 2014-9-12 16:23

难道你懂我ID的含义吗？

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囧zZZ 发表于 2014-9-12 17:50

小伙子你知道车佛吗？

围场最黑窝窝头

咔溜 发表于 2014-9-14 22:23
仪表用运放怎么样？

仪表放大器其实就是三个普通放大器做的高精度差分放大器，仪表放大器的优势在于高共模抑制比低失调电压等。仪放用于高精度的测量中，比如热电偶温度采集心电图脑电图啥的。并不是说用上仪放我们可以检测的信号电压范围就宽了，用仪放就是杀鸡用牛刀完全没必要。

Roy..

希望楼主再多给我们这些硬件小白菜科普点知识啊~

围场最黑窝窝头

Roy.. 发表于 2014-9-15 14:07
希望楼主再多给我们这些硬件小白菜科普点知识啊~

学习硬件就从放大电路开始。我也是小白。

Roy..

围场最黑窝窝头 发表于 2014-9-15 14:15
学习硬件就从放大电路开始。我也是小白。

嗯，共勉共勉

槛花笼鹤

围场最黑窝窝头 发表于 2014-9-15 12:59
现在我们解决了输出电压范围不够大的问题，但是貌似对放大倍数依赖还是很大怎么办呢？我们从头来看这个电路 ...

顶！