Transcript 儀表放大電路

P10-74
儀表放大電路
圖10-70
圖10-71
儀表放大電路
電壓增益
P10-74
表10-55
表10-56
輸出（Vo）與輸入（Vi）的關係（電壓增益 AV ）
（10.22）
儀表放大電路的特點
1
電壓增益（AV）
極高
也可由外加電阻RG控制
2
輸入阻抗（Zi）
極高
3
共模拒斥比（CMRR）
極高
4
主要功用
消除共模信號
P10-75
直流毫伏表電路
圖10-72
P10-76
表10-57
圖10-73
公式導引
若省略表頭內阻，OPA 電路可視為反相放大電路。
1.
2.因為OPA 虛短路的關係，所以
Rf 與Rs 可視為並聯，
如圖10-73
（10.23）
▲圖10-73 等效電路
由此可知，Io 與Vi 成正比，且可由Rs，Rf 及R1 的比例值來
P10-76 圖10-74
定電流電路
P10-76
表10-58
條
件
Zener 未達崩潰點（Zener OFF）
IZ ＝ 0
PZ ＝ 0
說 R1 與 R2 成串聯電路
明 ∴IL＝I1＝I＝
Zener 崩潰
（10.24）
（IL 為定值與 RL 大小無關）
PZ ＝IZ × VZ，
Vo ＝－IL × RL
|VCC|
電路正常動作的條件：
Vo |VCC| (OPA 不可以飽和）
P10-77
定電壓電路
電路動作條件
圖10-75
表10-59
輸出電壓（Vo）

（Zener 必須能崩潰）

（OPA 不能飽和）
（10.25）
（Vo 與 RL 無關）
峰值檢知電路
P10-77 圖10-76
圖10-77
圖10-78
 輸出峰值現象
 峰值檢知電路 1
 峰值檢知電路 2
P10-78 表10-60
峰值檢知電路電路工作原理
輸入信號
條件
二極體
D
電容器
是否充電
等效電路
輸出電壓
Vo＝Vi
Vi＞VC +0.7V
ON
充電
(輸入電壓上
升)
輸出隨著輸入
信號的增
加而增加，即
追蹤至目前的
峰值電壓。
Vo＝VC
Vi
VC +0.7V
(輸入電壓下
降)
OFF
不充電
(保持VC
值)
雖然輸入信號
下降，輸出保
持原來峰值不
變。
P10-78
精密整流電路—基本型(一個兩極體)
圖10-79
圖10-80
基本型電路
輸入與輸出波形關係
P10-79 表10-61
精密整流電路—基本型工作原理
輸入
信號
電壓值
正半週 正電壓
(OPA 同相
輸入)
負半週 負電壓
(OPA 同相
輸入)
二極體
等效電路
電路狀況 輸出電壓
ON
形同電壓 Vo ＝Vi
隨耦器
OFF
輸出被隔 Vo ＝ 0
斷
P10-79
精密整流電路—一般型(兩個兩極體)
圖10-81
圖10-82
一般型電路
輸入與輸出波形關係
P10-80 表10-62
精密整流電路—一般型工作原理
輸入
信號
正半
週
負半
週
電壓
值
負電壓
(OPA 反
相輸入)
正電壓
(OPA 反
相輸入)
二極體
D1
等效電路
電路狀況
輸出電壓
D2
Vo＝I ×R2 + V－
＝0×R2 +0
OFF
ON
ON
OFF
Vo ＝ 0
＝ 0
由於OPA 變成反
相放大器，
所以輸出變成正
半週。
而且D1 的障壁電
壓可藉放大器的
增益來補償。
故輸出電壓大小
不受影響。
P10-80
負半波輸出之整流電路
圖10-83
圖10-84
一般型電路
輸入與輸出波形關係
P10-83 圖10-85
方波產生電路的動作
令Vo ＝ +V (sat)＝+12V 電容器(C) 充電，電流 I 方向如上圖，
VC 開始增加。Vo 維持 + 12V，V+ ＝+6V
P10-83 圖10-86
方波產生電路的動作
當VC＝V+ (＝ 6V) 時，( 即
Vo 轉態 +12V → 12V
V+ 也轉態 +6V → 6V
點)
P10-83 圖10-87
方波產生電路的動作
電容器( C ) 充電，電流 I 方向如上圖，VC 開始反相增加。
Vo 維持 －12V，V+＝ － 6V
P10-83 圖10-88
方波產生電路的動作
當VC＝V+ (＝ － 6V) 時，( 即
Vo 轉態 － 12V → + 12V
V+ 也轉態 － 6V → + 6V
點)
P10- 圖10-
電容器上的波形為鋸齒波，輸出為方波
P10-85 圖10-90
三角波產生器的動作
令Vo ＝ +15V (＋Vsat )
電容器(C) 充電，電流 I 方向如上圖，
開始呈負電壓線性增加。
P10-85 圖10-91
三角波產生器的動作
當
＝ －7.5V(VL )時，
的正電壓與
負電壓
在V+ 點經分壓關係，正好互相抵銷，∴V+＝0V
P10-85 圖10-92
三角波產生器的動作
令Vo ＝ －15V (－ Vsat )
電容器(C) 充電，電流 I 方向如上圖，
開始呈正電壓線性增加。
P10-85 圖10-93
三角波產生器的動作
當
＝ ＋7.5V(VU )時，
的負電壓與
正電壓
在V+ 點經分壓關係，正好互相抵銷，∴V+＝0V
轉態 － 15V → +15V
P10-85 圖10-94
為方波，
為三角波
P10-86
表10-63
三角波產生器的VL 與VU 公式導引
OPA1 的V+ 電壓
(10.29)
下限臨界電壓( VL )
若
由圖10-102，圖10-103 可知：
的負電壓值將增加；然而必有一
個
之值會使
，導致
OPA1 轉態( + V(sat) → －V (sat) )。
上限臨界電壓( VU )
若
由圖10-104，圖10-105 可知：
的正電壓值將增加；然而必有一
個
之值會使
，導致
OPA1 轉態(－ V(sat) → + V (sat) )。
( 10.29 )式
可得此
之值為
( 10.29 )式
可得此
之值為
P10-86 表10-63
三角波產生器的VL 與VU 公式導引
OPA1 的V+ 電壓
(10.29)
遲滯電壓( VH )
振盪週期( T )
∵電容器電量
P10-86 圖10-64
三角波振幅
頻率週期