探索OP-AMP差异因素电路

我们在上一篇文章中查看了OP放大器集成商，运算放大器做整合，通过覆盖差异化因素电路来围绕图片来说是有意义的。当然，分化是与集成的数学相反，检测函数的瞬时斜率。

在早期的文章中，我们表明电路的传递函数图1是：

图1这是通用运算放大器逆变器电路。

差异化

反相差异化器（图2）可以通过代替反馈电阻r来创建₂对于Z.₂并使用输入电容C.₁对于Z.₁，给出这个传递函数：

运营商S.代表差异化，因此采用逆拉普拉斯变换为电路提供此时域功能：

电路的输出电压等于缩小的输入电压的导数-R.₂C₁。

图2这是经典的运算放大器差管电路，具有反相输出。

显示了差分器的时域操作图3.。底部波形是施加到电路的输入的方波。方波的上升时间设定为10 n，以避免将区分器输出发送到无穷大。（由于所使用的特定组件值，输出仍可能达到电源轨。）

图3中的上波形是差分器的输出，当输入波形转换时具有正或负尖峰。请注意，差分器电路反相，因此正方形波过渡导致负输出尖峰。

图3.在差分器的时域操作的该示例中，底部波形是输入到电路的方波，顶部波形是所得到的输出电压。

在频域中，传递函数的幅度是直线，随频率增加（图4.）。差异化器在高频下产生高增益，通常产生高频噪声或不稳定性。

图4.差分电路（仅限幅度）的频率响应是直线，随着频率增加而增加。

实用的差异化

处理高频率的过度增益和噪声的一种方法是添加输入电阻r₁到电路（图5.）。随着频率的增加，c₁开始看起来像短路，放大器增益恢复为r的比率₂和R.₁。图6.显示高频下的增益。（此绘图用于带r的电路₂/ R.₁= 1，导致高频增益为0 dB。）思想是该电路在低频下具有直线差异因子响应，但增益受到高频率的限制。

图5.实用的差异化电路提供一种方法来处理高频的过度增益和噪声。

图6.添加输入电阻r₁导致电路的频率响应在高频下变平。

另一种设计方法是还添加反馈电容C.₂到电路（图5）。该电容器导致频率响应不仅达到变平，而是在高频下降低。同样，该思想是以低频保持直线响应，使得电路的表现类似于差分器，同时降低高频响应。

图7.添加反馈电容C.₂在高频下提供额外的滚动。

分析电路，我们发现传递函数是：

该功能的分子是SR.₂C₁，与基本差异化电路相同。分母中有两个极点，由r确定₁C₁和R.₂C₂。如前所述，设计目标是使电路在低至中频处的差分器，然后在较高频率下滚动增益。组件值的选择取决于特定应用和频率范围。

只是一个灵活的反相放大器

另一个看该电路揭示了它也可以被认为是滚动低频和高频的反相放大器。换句话说，它是一个具有施加低通滤波器的交流耦合放大器。这一切都取决于所选的组件值。

图8.这是图5中所示的电路的频率响应，具有不同的分量值。

图8显示了具有不同组件值集的传递函数的幅度：R.₁=R.₂=1kΩ和C₁=10μF和C₂= 1 nf。这些组件将频率响应设置为平到100Hz至30 kHz，滚动低端和高端响应。

图5中所示的电路非常通用。卸下电容器使电路退化为反相放大器配置（参见公共运算放大器电路）。留下反馈电容，C₂，到位创建积分器或低通滤波器。正如我们所看到的，C₁可以实现差分器或为反相放大器提供低频抑制。

本文最初发布edn.。

鲍勃诙谐是技术咨询公司Signal Blue LLC的总裁。

参考

1. “差异化的放大器，“电子教程
2. 运算放大器应用手册，布鲁斯卡特和托马斯R. Brown，德克萨斯乐器，2016年9月
3. 适用于所有人的运营安培，罗恩曼奇尼，编辑，2002年8月

相关文章：

• 运算放大器做整合
• 配置当前模式运算放大器
• 您的运算放大器是否振荡？
• 选择正确的放大器
• 提高运算放大器电路稳定性的提示
• 公共运算放大器电路