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运放理论计算与逻辑分析偏差,有问题,求助

avatar user151383853 提问时间: 2023-07-29 09:20:59 / 已解决

网友    在21ic 模拟技术 论坛问以下问题:

各位大牛,你们好,这是一个明显的带通滤波器设计。从理论上来说,当输入Vi是交流信号的时候,串联电容相当于阻抗位0,vi输入电流i1=Vi/1Kohm,从而使得输出时Vo-Vdc=i1*4Kohm,Vdc为3.3V的一半分压,用于运放的输出的偏执电压,使得输出不会截止或饱和,所以Vo=-4Vi+Vdc,这是逻辑上计算得出的结果,也和文档里的一致。至于带宽,此处就不涉及了。
但是如果我直接用阻抗计算方法,纯理论计算,那么结果就不是VO=-4Vi+Vdc了,所以我很迷惑,是不是我的理解的理论有偏差,请各位大神解疑释惑。理论计算如下:(Vi-Vdc)/(1kohm+1/sc)=(Vdc-Vo)/4kohm,注:c位Vi输入的隔直电容。所得结果为:Vo=vdc+vdc*4Kohm/(1Kohm+1/sc)-Vi*4kohm/(1Kohm+1/sc),如果f=0,那么Vo=vdc,这结果很对,因为线路中没有电流。但是当f为一定值时候,电容的阻抗Zc=1/sc约为0(指相对于1Kohm的值),此时Vo=-4vi+5Vdc,这是肯定不对的。我的理论计算哪里有问题么?
Help!

5个回答
  • avatar Frank Pan
    回答时间: 2023-07-29 09:38:56

    把电容去掉,你的计算结果是对的。输出确实是Vo=-4Vi+5Vdc;

    加上电容后,你的公式中不能去除1/sc,因为在dc时该值趋向于无穷大,不能随便忽略。

    Best Regards

    Frank Pan

  • avatar Bruce Wei
    回答时间: 2023-07-29 10:09:42

    楼主你好!

    参考下图理解(点击下图看大图):

  • avatar Bruce Wei
    回答时间: 2023-07-29 10:32:13

    补充一下:

    1、你的计算有错误,请检查算式。

            Vdc不会出现在传函当中,    Vo = G(s) * Vin + Vdc, 其中Vdc = 1.65. 

    2、或者换一个算法, 楼主将电路改成双电源模式,同相端接地。Vo = Vin * F(s), 那么F(s) = G(s)

  • avatar Iven Xu
    回答时间: 2023-07-29 10:56:56

    AC分析时:

    “理论计算如下:(Vi-Vdc)/(1kohm+1/sc)=(Vdc-Vo)/4kohm,”

    你在推导这个公式的时候,还漏了反馈回路中的那个40pF的电容没有考虑进去。

  • avatar Bruce Wei
    回答时间: 2023-07-29 11:25:08

    传递函数应当为 F(s) = HP(s) * LP(s), 其中 HP(s) 为一阶低通,LP(s) 为一阶高通。

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