每日一設(shè)：運(yùn)算放大器負(fù)壓產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)

時(shí)間：2024-07-01 10:35:05

關(guān)鍵字：放大器運(yùn)算放大器電路

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[導(dǎo)讀]本文將進(jìn)行運(yùn)算放大器負(fù)壓產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)分析，通過(guò)這篇文章，小編希望大家可以對(duì)該電路的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

本文將進(jìn)行運(yùn)算放大器負(fù)壓產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)分析，通過(guò)這篇文章，小編希望大家可以對(duì)該電路的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、運(yùn)算放大器工作原理

在沒有外部反饋的情況下，運(yùn)算放大器試圖使其兩個(gè)輸入端的電壓相等。當(dāng)連接負(fù)反饋后，運(yùn)放會(huì)調(diào)整其輸出，以便保持輸入端的電壓差不變。通過(guò)不同的反饋網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，運(yùn)放能實(shí)現(xiàn)不同的功能。

當(dāng)輸入信號(hào)施加到運(yùn)放的輸入端時(shí)，運(yùn)放根據(jù)其內(nèi)部的高增益放大這個(gè)微小的電壓差，并將放大后的信號(hào)輸出。在深度負(fù)反饋條件下，運(yùn)放的行為往往取決于反饋網(wǎng)絡(luò)，而不是其本身的開環(huán)增益。

例如，在反相放大配置中，運(yùn)放的輸出會(huì)與反相輸入端信號(hào)相反，并按一定的比例放大；而在非反相放大配置中，輸出則與同相輸入端信號(hào)相同，同樣按比例放大。

運(yùn)算放大器的核心作用在于通過(guò)靈活運(yùn)用負(fù)反饋技術(shù)來(lái)精確地處理電信號(hào)，廣泛用于信號(hào)調(diào)理、濾波、信號(hào)比較、模擬計(jì)算等多種電子電路系統(tǒng)中。

二、運(yùn)算放大器負(fù)壓產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)分析

是這樣一個(gè)電路，在立創(chuàng)開源硬件平臺(tái)的一個(gè)簡(jiǎn)易示波器的電源電路，用于給運(yùn)算放大器供電。

大概就是利用了電容兩端電壓不能突變的原理，MT3608是一個(gè)升壓芯片，VBUS是USB處取的5V，然后通過(guò)MT3608升壓到15V，并且額外通過(guò)二極管和電容，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓，然后過(guò)79L12（負(fù)壓LDO芯片，注意不是78L12），穩(wěn)壓到-12V給運(yùn)算放大器使用。

關(guān)于這個(gè)負(fù)壓部分，我們單獨(dú)畫出來(lái)，如下面的仿真圖，看著清晰，仿真采用了一個(gè)信號(hào)發(fā)生器來(lái)模擬MT3608的SW管腳的開關(guān)波形，在開關(guān)波形處于高電平時(shí)，電容C1通過(guò)二極管D1到GND充電，近似電容左邊電壓為10V（10V是函數(shù)發(fā)生器隨便設(shè)的），右邊0V（忽略二極管壓降，仿真可以看到有二極管壓降）。

然后開關(guān)波形處于低電平時(shí)，由于電容兩端的電壓不能突變，此時(shí)電容C1的左邊電壓為0V，而C1電容若想維持兩端電壓為10V的話，那么右邊電壓只能變?yōu)?10V，然后電容C2通過(guò)黑色路徑充電，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生負(fù)壓。

產(chǎn)生負(fù)壓后可以加穩(wěn)壓管，或者加負(fù)壓LDO去穩(wěn)壓都可以，需要注意這個(gè)電荷泵產(chǎn)生負(fù)壓的帶載能力有限，只適合小電流的應(yīng)用場(chǎng)景（比如運(yùn)算放大器的負(fù)電源供電）。

這個(gè)電路的負(fù)壓也算是比較經(jīng)典，因?yàn)樵谝恍┮壕?qū)動(dòng)或者墨水屏驅(qū)動(dòng)電路中也能看到這種負(fù)壓電路的身影。下圖截自LCD驅(qū)動(dòng)電路，和墨水屏驅(qū)動(dòng)電路。這兩個(gè)電路就不做解釋了，相信您已經(jīng)理解了這個(gè)電荷泵的原理。第一張圖的升壓部分和負(fù)壓部分異曲同工，相信您也看得懂了。