辨識線性放大器各象限輸入極性

作者 : Marian Stofka,EDN

在某些應用中需要線性放大器,且線性放大器在輸入訊號的極性方面具有不同的增益。

在某些應用中需要線性放大器,且線性放大器在輸入訊號的極性方面具有不同的增益。圖1顯示了一個反相放大器,該放大器在VOUT (VIN)平面的第二和第四象限內呈線性,但其在第四象限的增益幅度高於第二象限。運算放大器IC1B用作差分放大器,其增益為:

分別在其反相和同相輸入端。這些增益是恆定的,並且與輸入訊號的極性無關。

圖1 反相放大器在Vout (Vin)平面的第二和第四象限內精確地呈線性,且在這些象限中具有不同的電壓增益。

極性相關性是在圍繞IC1A構建的子電路中創建。該子電路實際上是一個已知的操作反相半整流器,它的負輸入輸出零電壓,而正輸入輸出的增益為:

反相半整流器的輸出連接至IC1B的同相輸入。因此,用於正極輸入的IC1B的輸出訊號VIN+為:

從正輸入極性所需的增益A4 = VOUT / VIN+ 開始,可以計算RN2 / RN1的比值,由於的比率等於負輸入電壓所需的增益幅度VIN-

對於圖1中提供的電阻值,增益的大小分別為1/3和1/2。

這裡的增益幅度小於1,但也可以大於1。唯一的限制是,第四象限的增益幅度高於第二象限的增益幅度,如圖2所示。相反地,如果需要在第二象限中獲得更高的增益,則只需在半波整流器中更改兩個二極管的極性即可。

圖2 放大器的理論Vin-Vout特性。

Ci用作增益的頻率補償。該電路僅使用四分之一運算放大器的一半,其餘兩個放大器留作其他用途。

此設計用於補償電路,其中要補償的寄生脈衝因其極性而有不同幅度。

圖3 電路的輸出(紫色跡線)伴隨1kHz的三角輸入電壓波形(藍色跡線)。

 

圖4 已實現放大器的輸入-輸出(「 X-Y」)特性,第二和第四象限的電壓增益分別為-1/3和-1/2。

(參考原文:Per-quadrant linear amplifier distinguishes input polarity,by Marian Stofka,EDN Taiwan Anthea Chuang編譯)

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