由运放器件和RC电路构成的微分电路原理分析

接线图 2023年07月21日 22:46 258 admin

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。

由运放器件和RC电路构成的微分电路原理分析第1张
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。