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lm358双运算器的整流电路

admin 电路基础 2020-05-11 浏览
在我们的电路中,很多时候都需要用到整流电路,一般的整流电路都是用二极管来完成的Kkr源享君
Kkr源享君
比如:1.开关电源的初级4个二极管构成的桥式整流电路 2.一般电路中5v,12v用二极管整流Kkr源享君
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但是在一些小电压电路中,电路的电压一般在1v左右,而我们二极管本身的压降在0.3v到0.7v之间,如果直接用二极管整流,就会使整流波形失真,传输效率降低。Kkr源享君
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那么我们使用运算放大器就可以很好的解决这个问题。今天以一个超级实用的lm358双运算放大器来看下,首先,我们一起了解下lm358:Kkr源享君
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一、lm358引脚图和功能说明Kkr源享君

①脚为:输出1,是输出端;Kkr源享君

②脚为:输入1(-),是反相输入端;Kkr源享君

③脚为:输入1(+),是同相输入端;Kkr源享君

④脚为:vee,是负电源(双电源工作时)或地(单电源工作时);Kkr源享君

⑤脚为:输入2(+),是同相输入端;Kkr源享君

⑥脚为:输入2(-),是反相输入端;Kkr源享君

⑦脚为:输出2,是输出端;Kkr源享君

⑧脚为:vcc,是正电源Kkr源享君

①、②、③脚是一个运放通道,⑤、⑥、⑦脚为另一运放通道。Kkr源享君

二、lm358工作原理详解Kkr源享君

工作原理:8脚主供电输入,2脚电压与3脚电压比较,6脚电压与5脚电压比较,分别对应两个独立的输出:1OUT与2OUTKkr源享君

1. 当1IN+ 大于 1IN-     2IN+ 大于 2IN-时,1OUT  2OUT 输出高电平Kkr源享君

2. 当1IN+ 小于1IN-       2IN+小于2IN-时,1OUT   2OUT输出低电平Kkr源享君

LM358输出端不需要上拉电阻,输出电压范围为:0V~VCC-1.5V,这点与LM393是不同的。Kkr源享君
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而在实际电路中它是如何运作和表现的呢,我们通过下面一个常见的电路图来讲解一下它的工作原理Kkr源享君
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电路图如下所示:广泛应用于很多小电压电路中:
Kkr源享君

Kkr源享君
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如上电路,我们一起来分析一下它的电路:Kkr源享君
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首先,我们给一个正弦线的交流电,波形如下所示 :Kkr源享君
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明确点:以上是两级运算放大电路,电路是负反馈电路,并且运算放大器中的正负指的是同向和反向输入端,不要理解为正负电压
Kkr源享君
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1.如果输入是正弦的正电压部分,二极管D1不导通,lm358一级正接地,为0,显然是正相小于反向,也就是上面的1IN+ 小于于 1IN- 也就是输出会是一个负电压,二极管D2导通Kkr源享君
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此时R1,R3,D2这条路线构成了一个反向放大电路,那么此时输出电压uo1= 一 输入正电压ui*(R3/R1),让R3电阻和R1电阻相同,就会得出,uo1= 一 uiKkr源享君
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2.如果输入是正弦的负电压部分,那么lm358一级的正接地,为0v,大于负电压,也就是1IN+ 大于 1IN-,就会输出一个正电压,二极管D2截止,此时输出电压uo1为0vKkr源享君
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通过以上分析第一级电路,我们不难看出:Kkr源享君
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第一级电路会把输入的正弦电压的正电压部分变成相反的波形负电压,会把输入的正弦电压的负半周波形钳位在0v,那么此时的uo1波形如下:Kkr源享君
Kkr源享君
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以上的绿色部分就是输入电压波形,红色部分就是通过运算的一级之后的波形,正的变成负半周,负的变成0Kkr源享君
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那么接下来就要把负电压部分整流出来,就要用到运放的第二级电路了。Kkr源享君
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我们接下来分析下第二级电路,我们会看到图中的两条路线,如果输出为正弦线的正电压,uo1=﹣ui,通过R4是一个正的ui,都通过R6,R7输出电压。Kkr源享君
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红色线条和绿色线条就会叠加,从而电压抵消为0,此时被钳位在了0vKkr源享君
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如果输入正弦的负半周,在uo1处为0v,此时通过R4为﹣ui,运算放大器会输出一个正信号,如下图所示:Kkr源享君
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此时的波形如下图所示,那么输入的正半周被钳位在0v,负半周做了整流:Kkr源享君
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此时我们只需要调节R5和R4的阻值,即可让输入的正半周整流,我们会看到叠加电路中关系是:R6/R5和R6/R4,若我们把R5电阻改成500欧姆,比R4小一半Kkr源享君
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我们再分析下正半周输入电压,我们会看到由于上面的电阻变小,通过电压整体为负电压,到lm358的负相端,输出会是一个正电压。Kkr源享君
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R4,R5,R6组成的电路简化后如下所示:Kkr源享君
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一定记住还有一个运算放大器作用,记得输出看是正负电压,通过以上步骤就可以全部整流出来,波形如下:Kkr源享君
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问题1:为什么电阻改了后,输入的正电压部分和输入的负电压部分的波形一样高。Kkr源享君
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首先0v不是0,此处经过500欧姆电阻,而ui通过1k欧姆电阻,因此此时的叠加电压为ui/2,而是﹣ui下面为ui的时候,通过两个电阻比例为﹣ui/2,通过运放变为正,因此两个波形高度相同。Kkr源享君
 
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