\textrm

的反相输入端连接起来因而电路引入了反馈。

由于图11.3.1所示电路为放大电路可以推测它引入的应为负反馈进一步的分析还需在弄清电路的基本组成之后。

C_1

的输出作用于两个复合管的基极而且两个复合管的发射极作为输出端故第二级为互补输出级因此可以判断出电路是两级电路。

T_1

利用反馈的判断方法可以得出图11.3.1所示电路引入的是电压并联负反馈。

2、分析功能

对于功率放大电路通常均应分析其最大输出功率和效率。

在图11.3.1所示电路中由于电流采样电阻

R_7

U_{omax}\frac{R_L}{R_8R_L}\cdot(V_{CC}-U_{CES})\kern

25pt(11.3.1)

Uomax​R8​RL​RL​​⋅(VCC​−UCES​)(11.3.1)式中

U_{CES}

P_{om}\frac{\Big(\displaystyle\frac{U_{omax}}{\sqrt2}\Big)^2}{R_L}\frac{U^2_{omax}}{2R_L}\kern

25pt(11.3.2)

​Uomax​​)2​2RL​Uomax2​​(11.3.2)

11.3.3

\eta\frac{\pi}{4}\cdot\frac{U_{omax}}{V_{CC}}\kern

35pt(11.3.3)

η4π​⋅VCC​Uomax​​(11.3.3)可见电流采样电阻使负载上的最大不失真电压减小从而使最大输出功率减小效率降低。

3\,\textrm

U_{omax}\frac{R_L}{R_8R_L}\cdot(V_{CC}-U_{CES})\approx11.43\,\textrm

Uomax​R8​RL​RL​​⋅(VCC​−UCES​)≈11.43V最大输出效率为

6.53

P_{om}\frac{U^2_{omax}}{2R_L}\approx6.53\,\textrm

59.8

\eta\frac{\pi}{4}\cdot\frac{U_{omax}}{V_{CC}}\approx59.8\%

T_1

i_{omax}\frac{U_{\textrm{on}}}{R_7}\approx\frac{0.7}{0.5}\textrm

A1.4\,\textrm

综上所述图11.3.1所示电路的方框图如图11.3.2a所示。

若仅研究反馈则可将电路简化为图b所示电路。

A_{uf}\approx-\frac{R_2}{R_1}-10

Auf​≈−R1​R2​​−10从而获得在输出功率最大时所需要的输入电压有效值为

11.3.4

U_i\Big|\frac{U_{omax}}{\sqrt2A_{uf}}\Big|\kern

40pt(11.3.4)

分别来源于两个温度传感器它们安装在室内同一处。

但是一个安装在金属板上产生

I1}

uI1​uI2​发光二极管不亮蜂鸣器不响。

有火情时安装在金属板上的温度传感器因金属板导热快而温度升高较快而安装在塑料壳体内的温度传感器温度上升得较慢使

I1}

产生差值电压。

差值电压增大到一定数值时发光二极管发光、蜂鸣器鸣叫同时报警。

2、化整为零

分析由单个集成运放所组成应用电路的功能时可根据其有无引入反馈以及反馈的极性来判断集成运放的工作状态和电路输出与输入的关系。

\textrm

没有引入反馈工作在开环状态故组成电压比较器后面分立元件电路是声光报警及其驱动电路。

3、分析功能

输入级参数具有对称性是双端输入的比例运算电路也可实现差分放大输出电压

O1}

O1}\frac{R_2}{R_1}(u_{\scriptscriptstyle

I2})\kern

uO1​R1​R2​​(uI1​−uI2​)(11.3.5)第二级电路的阈值电压

U_T

的高、低电平决定于集成运放输出电压的最小值和最大值。

电压传输特性如图11.3.4所示。

O2}

ID​R5​UOH​−UD​​(11.3.7)晶体管的基极电流为

11.3.8

I_B\frac{U_{OH}-U_{BE}}{R_6}\kern

25pt(11.3.8)

IB​R6​UOH​−UBE​​(11.3.8)集电极电流即蜂鸣器的电流为

11.3.9

IC​βIB​(11.3.9)若参数选择的结果是晶体管在导通时处于饱和状态则

11.3.10

I_C\frac{V_{CC}-U_{CES}}{R_L}\leq\beta

I_B\kern

IC​RL​VCC​−UCES​​≤βIB​(11.3.10)式中

U_{CES}

根据上述分析图11.3.3所示电路的方框图如图11.3.5所示。

在没有火情时

uO2​UOH​使得发光二极管和晶体管导通发光二极管和蜂鸣器发出警告。

三、自动增益控制电路

自动增益控制电路如图11.3.6所示为了便于读懂作了适当的简化。

图11.3.6所示电路用于自动控制系统之中。

输入电压为正弦波当其幅值由与某种原因产生变化时增益产生相应变化使得输出电压幅值基本不变。

2、化整为零

以模拟集成电路为核心器件分别图11.3.6所示电路可以看出每一部分都是一种基本电路。

第一部分是模拟乘法器。

第二部分是由

A_1

uO1​kuX​uY​kuI​uO4​(11.3.11)同相比例运算电路的输出电压

uO​

O}\Big(1\frac{R_2}{R_1}\Big)u_{\scriptscriptstyle

O1}\kern

uO2​{0uO​0−uO​uO​0​(11.3.13)因此为半波整流电路。

11.3.14

A_u\frac{U_{O3}}{U_{O2}}\frac{1}{1j\displaystyle\frac{f}{f_H}}\kern

8pt(f\frac{1}{2\pi

Au​UO2​UO3​​1jfH​f​1​(f2πR5​C1​)(11.3.14)可见电路为低通滤波电路。

当参数选择合理时可使输出电压

O3}

O4}\frac{R_7}{R_6}(U_{REF}-U_{O3})A_{u4}(U_{REF}-U_{O3})\kern

10pt(11.3.15)

uO4​R6​R7​​(UREF​−UO3​)Au4​(UREF​−UO3​)(11.3.15)因而

O4}

根据上述分析可以得到各部分电路的关系图11.3.6所示电路的方框图如图11.3.7所示。

根据式11.3.11、11.3.12、11.3.15输出电压的表达式是为

11.3.16

O}k\Big(1\frac{R_2}{R_1}\Big)u_{\scriptscriptstyle

O4}k\Big(1\frac{R_2}{R_1}\Big)\frac{R_7}{R_6}(U_{REF}-U_{O3})u_{\scriptscriptstyle

I}\kern

uO​k(1R1​R2​​)uI​uO4​k(1R1​R2​​)R6​R7​​(UREF​−UO3​)uI​(11.3.16)设输入电压

uI​

幅值减小则各部分的变化与上述过程相反。

在参数选择合适的条件下在一定的频率范围内通过电路增益的自动调节对于不同幅值的正弦波

uI​

转换器、小数点及标志符驱动电路、直流电压测量电路、交流电压测量电路、直流电流测量电路、交流电流测量电路、

200

3\displaystyle\frac{1}{2}\textrm{A/D}

321​A/D

A/D模拟/数字转换器驱动液晶显示器即获得测量值方框图如图11.3.9所示。

其中

AC/DC

型数字多用表中的公共电路。

下面仅对图11.3.8所示电路加以分析。

DT890

型多功能数字多用表中是利用容抗法测量电容量的。

其基本设计思想是将

400

观察图11.3.8所示电路以集成运放为核心器件可将其分解为四个部分。

\textrm

f_0\frac{1}{2π\sqrt{R_{11}R_{12}C_8C_9}}\kern

30pt(10.3.17)

R_{11}C_8}\approx400\,\textrm{Hz}

f0​2πR11​C8​1​≈400Hz

A_u-\frac{R_{15}R_{w1}}{R_{65}}\kern

30pt(10.3.18)

XCX​​jωCX​1​j2πfCX​1​(10.3.19)当电容量程不同时电路的反馈电阻

R_f

U_{o2}}-\frac{R_f}{X_{C_X}}-\frac{R_f}{1/(2πjfC_X)}-2πjfR_fC_X

A˙u3​U˙o2​U˙o3​​−XCX​​Rf​​−1/(2πjfCX​)Rf​​−2πjfRf​CX​其模为

10.3.20

A_{u3}|2πfR_fC_X8π\times10^6\times

C_X

∣A˙u3​∣2πfRf​CX​8π×106×CX​其最大值为

5.03

A_{u3}|_{max}8π\times10^6\times

C_X\approx5.03

∣A˙u3​∣max​8π×106×CX​≈5.03从表1中可以看出电容量没增大

倍反馈电阻阻值减小

倍。

因此在各电容挡电路的转换系数的最大数值均相等。

这样可以保证对于各电容挡输出电压最大幅值均相等也就限制了

A/D

A_{u3}|U_{o2}2πfR_fC_XU_{o2}\kern

20pt(10.3.21)

Uo3​∣A˙u3​∣Uo2​2πfRf​CX​Uo2​(10.3.21)当

400

从测量的需要出发该电路应为带通滤波电路。

为了便于识别电路首先将电路变为习惯画法如图11.3.10所示这是一个多路反馈无限增益电路。

10.3.22

f_0\frac{1}{2πC_{10}}\sqrt{\frac{1}{R_{18}}\Big(\frac{1}{R_{17}}\frac{1}{R_{19}}\Big)}\kern

20pt(10.3.22)

f0​2πC10​1​R18​1​(R17​1​R19​1​)

​(10.3.22)将

根据上述四部分的关系可得图11.3.8所示电路的方框图如图11.3.11所示。

综上所述在测量电容量时文氏桥振荡电路产生

转换为交流电压信号再经二阶带通滤波电路滤掉其它频率的干扰输出是幅值与

C_X

转换电路转换成数字信号并驱动液晶显示器显示出被测电容的容量值。

电路有如下特点

转换电路中电容挡愈大反馈电阻阻值愈小使得各挡转换系数的最大数值均相等从而限制了整个电路的最大输出电压幅值也就限制了

A/D

2电路中所有集成运放的输入均为交流信号因而其温漂不会影响电路的测量精度也就不需要对电容挡手动调零。

电路中仅有一个电位器

R_{w1}

净输入电压幅值以保护运放。

此外尽管电容挡不允许带点测量但是若发生误操作则二极管可为被测电容提供放电回路从而在一定程度上保护了测量电路。