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求問通用放大器+高壓輸出級電路分析

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這個電路是通過一個通用運放放大電壓之后,再經過分立元件構建高壓輸出級將電壓放大到更高(±170V),求問這個高壓輸出級整體的原理是什么樣子的呢?各個三極管的作用是什么?
(這個是網上的電路,鏈接:急,求個高壓運算放大器,可以把電壓放大到150V左右的_百度知道 (baidu.com)

圖片1.jpg (87.92 KB, 下載次數: 44)

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10#
ID:123289 發表于 2023-11-27 09:53 | 只看該作者
說說你擔心的負半周。
V3為負不代表U1.6為負。U1.6 = (U1.3 - U1.2) * Av,理想Av =∞ , 實際取1000000也沒有問題,所以可以認為 U1.3 = U1.2,這就是虛地、虛短的由來。前提是運放處于放大區!
圖中總輸出Q7.C,經R12、R11分壓后(C11太小略去),U1.2 ≈ 0.1K/100K 縮小了1000倍。
由于輸入V3 = 170mVp,U1.3 最小 = -170mV,這時反饋回來的U1.2能不能達到-170mV呢?
答案是能的,這時Q7.C = -170V(前面已計算了1000倍)。注意電源是-180V,具備提供-170V的條件。
如果輸入再大,你擔心的事才會出現了。

你的擔心,問題出在:你感覺輸入V3為負,運放輸出即為負。概念錯了!實際本圖輸出永遠>0.5V。
記住:運放輸出U1.6取決于 (U1.3 - U1.2) * Av。
由于Av 趨于∞,所以運放輸出只有以下三種情況:
1、U1.3 > U1.2,U1.6 =+∞,由于實際電源的限制,只能 =+E(正飽和);
2、U1.3 < U1.2,U1.6 = -∞,由于實際電源的限制,只能 = -E(負飽和);
3、U1.3 = U1.2,U1.6 = C,由于實際電源的限制,C只能在 -E至+E之間取值(放大區);
本例:C 在 -15V 至+15V之間取值,實際是在0.7V左右很小的范圍內變化的一個近似正弦波(電流正弦,電壓有非線性變異)。
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9#
ID:965189 發表于 2023-11-26 21:45 | 只看該作者
典型的單端輸出電路,Q7Q8恒流源作為Q3的負載,運放信號驅動上半部分Q2Q3,通過改變Q3的內阻而獲得放大的脈動的電壓輸出。
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8#
ID:1101103 發表于 2023-11-25 01:40 | 只看該作者
通用放大器(Operational Amplifier,簡稱為Op-Amp)與高壓輸出級電路的分析涉及到兩個主要方面:通用放大器的特性和高壓輸出級電路的設計。
通用放大器的特性:

1.基本原理: Op-Amp是一種差分放大器,它具有兩個輸入端(非反饋端和反饋端)和一個輸出端。
2.放大倍數: Op-Amp的主要特性之一是具有非常高的開環放大倍數。在實際應用中,通常需要將其作為差分放大器或比例放大器,并通過反饋電路將其放大倍數控制在需要的范圍內。
3.輸入阻抗和輸入偏置電流: Op-Amp的輸入阻抗通常非常高,輸入偏置電流非常小。這些參數影響著電路的輸入特性。
4.共模抑制比(CMRR): CMRR是衡量Op-Amp對共模信號的抑制能力。對于高精度應用,CMRR通常需要很高。

高壓輸出級電路的設計:

5.輸出級負載: 高壓輸出級電路需要能夠驅動負載,因此輸出級的設計需要考慮負載的阻抗和功率需求。
6.功率放大器設計: 如果需要驅動大功率負載,可能需要設計功率放大器階段,考慮功率晶體管的選擇、散熱設計等。
7.過載和保護: 考慮設計過載保護電路,以保護電路免受過電流和過壓的損害。
8.反饋電路設計: 使用適當的反饋電路來穩定電路,并確保高精度的輸出。
9.濾波和穩壓: 在輸出級電路中可能需要包含濾波電路以去除高頻噪聲,并考慮穩壓電路以確保輸出的穩定性。
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7#
ID:883242 發表于 2023-11-24 20:46 | 只看該作者
3116363708 發表于 2023-11-24 18:17
謝謝老師!另外還有一個小問題,Q2在運放輸出正弦波負半周的時候不就截止了嘛,那負半周的電壓是通過并放 ...

負半周Q2沒有截止,而是在控制Q3吸收Q7電流的程度,讓Q7給RL輸出的負電流恰到好處。

你不要用開環的思路來考慮閉環問題。
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6#
ID:1034262 發表于 2023-11-24 20:41 | 只看該作者
上面是2級直流耦合放大,下面是恒流源做負載。
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5#
ID:708584 發表于 2023-11-24 18:17 | 只看該作者
Hephaestus 發表于 2023-11-24 14:10
Q2是放大電壓的核心器件,共射極放大器。

Q3是射隨器,只放大電流沒有電壓放大能力,增大負載驅動能力。 ...

謝謝老師!另外還有一個小問題,Q2在運放輸出正弦波負半周的時候不就截止了嘛,那負半周的電壓是通過并放大的呢。
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地板
ID:708584 發表于 2023-11-24 18:15 | 只看該作者
yzwzfyz 發表于 2023-11-24 11:09
1、運放輸出范圍±15V。
2、信號從Q2的C極輸出,不會低于Q.B,不會高于VDD,范圍在-15V至180V。
3、Q7、Q ...

謝謝大佬!!另外還有一個小問題,Q2在運放輸出正弦波負半周的時候不就截止了嘛,那負半周的電壓是通過并放大的呢
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板凳
ID:883242 發表于 2023-11-24 14:10 | 只看該作者
Q2是放大電壓的核心器件,共射極放大器。

Q3是射隨器,只放大電流沒有電壓放大能力,增大負載驅動能力。

Q7Q8構成恒流源,與Q3配合驅動負載,因為Q3只有“灌”電流能力,那么就需要Q7來“拉”電流。

還有一個至關重要的核心器件C1,因為插入Q2,環路增益過大,會把運放第二個極點拉到0dB以上,這個電路是非常不穩定的,會自激振蕩,所以必須要用C1進行頻率補償,代價是系統動態性能變差,但是環路穩定了。
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沙發
ID:123289 發表于 2023-11-24 11:09 | 只看該作者
1、運放輸出范圍±15V。
2、信號從Q2的C極輸出,不會低于Q.B,不會高于VDD,范圍在-15V至180V。
3、Q7、Q8組成鏡像恒流源(理論上恒流源的內阻=∞),IQ7e = IQ8e ≈IQ8c ,接在Q3的C極,當作負載電阻。
信號從Q3的C極輸出,不會低于Q7.E,不會高于Q3.E,范圍在-180V至180V。
Q2作用:將輸出電壓從±15V轉移到-15V至VDD。
Q7、Q8作用:組成鏡像恒流源,做出一個∞的電阻,利于Q3放大。
Q3作用:將-15V至180V 轉移成±180V。
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