静态偏置电压设置及注意事项

静态偏置电压设置及注意事项

图1 反相比例放大器交流模型

该电路的闭环电压放大倍数Af为

式中，负号表示uo与ui反相，故称反相放大器；由于uo与ui成比例关系，故又称反相比例放大器。

二．同相比例放大器

如图2所示为同相比例放大电路交流模型，输入信号经由Ri送到同相端，反相端与输出端之间跨接Rf，反相端与地之间跨接R1。R1取样电阻，Rf为反馈电阻。输入信号和反馈信号分别加到集成运放的同相端和反相端（串联反馈的特征）。

图2 同相放大器交流模型

该电路的闭环电压放大倍数Af

输出电压uo与ui同相，故称同相放大器，又称同相比例放大器。若令Rf（短路），R1=∞（开路），则比例系数Af≈1，此时电路便成为电压跟随器，如图3所示。

图3 电压跟随器

三．静态偏置电压设置及注意事项

1．同相输入电路结构（单电源供电）

电路中各元件的作用与功能见表1。

图4 同相放大器应用电路（单电源供电）

如图5所示为对称双电源Ucc与-Ucc联合供电的同相比例电压放大器。由于是对称双电源供电，中点电压为0，即R3上端直接接地，所以不需要电阻串联分压了。

电路中各元件的作用与功能见表1。

图5 同相放大器应用电路（单电源供电）

2．反相输入电路结构

如图6所示为集成运算与阻容元件构成的反相比例电压放大器。由于是单电源Ucc供电，所以需要合适的静态工作点——即静态偏置电压。电阻R1与R2串联分压，再经电容C2、C3滤波得到稳定中点电压，因为信号是从反相端输入，同相端“虚地”，所以中点电压与同相端之间可以不用插入电阻（插入几千欧姆以下的电阻亦可以接受）。

电路中各元件的作用与功能见表1。

图6 反相放大器应用电路（双电源供电）

图7所示为对称双电源Ucc与-Ucc联合供电的反相比例电压放大器。由于是对称双电源供电，中点电压为0，同相端直接接地或提供几千欧姆以下电阻接地即可。

电路中各元件的作用与功能见表1。

图7 反相放大器应用电路（双电源供电）

图4、图5、图6和图7电路中各元件的作用与功能见表1。

表1同相、反相比例放大器中元件的作用

3．交流测量

为了增加读者的感性认识，依照图4、6所示电路分别搭接两个电路板。

设Ucc=10V，用低频信号发生器作为信号源，输出频率为1kHz的正弦信号。

图8 电路实测信号

a）图4测试信号 b）图6测试信号

在图8所示波形图中，输入、输出电压正负峰值纵向所占格数、挡位及电压放大倍数，见表2。

表2 示波器显示的输入、输出信号波形数据

顺便提一下，在实际电路中，无论是同相比例放大器，或是反相比例放大器，往往都会在反馈电阻Rf两端并联一只几十至几百皮法的瓷片电容，降低高频信号的增益，保证电路工作的稳定性。因为对高频信号而言电容不能视开路，且随着信号频率的升高电容的容抗逐渐减小。也就是说，对高频信号而言反馈回路的总阻抗减小了，高频信号的放大倍数降低，防止高频自激振荡。 责任编辑人：CC