基于軟件仿真驗(yàn)證的運(yùn)放電路設(shè)計(jì)方法

　　2.2 電壓反饋取樣電路

　　電壓反饋取樣電路由移相、全波精密整流和積分放大電路三部分組成，如圖5所示。移相電路用以將輸出側(cè)的交流電壓形成兩路正交信號(hào)。將全波精密整流設(shè)計(jì)成輸入/輸出間的比例為1。積分放大電路對(duì)合成后的脈動(dòng)直流信號(hào)作平滑放大處理。

　　以對(duì)輸入幅值2 V的工頻電壓信號(hào)取樣為例，經(jīng)過移相和全波精密整流后，作為積分放大器的輸入信號(hào)，是兩路為2|sinωt|和2|cosωt|的正交信號(hào)，合成為 uf=2(|sinωt|+|cosωt|)作脈動(dòng)變化的直流信號(hào)，因?yàn)?≤(|sinωt|+|cosωt|)≤，考慮到RF/R1的反相放大作用，積分放大電路的輸出信號(hào)uf在0～5.66 V之間變化，圖6給出電容分別取15.9μF和1.59μF時(shí)的輸出電壓曲線。當(dāng)電容為15.9μF時(shí)時(shí)間常數(shù)τ=RC=0.318 s，經(jīng)過5τ=1.59 s到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài);當(dāng)電容為1.59μF時(shí)的時(shí)間常數(shù)τ=RC=0.031 8 s，經(jīng)過5τ=0.159 s后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)并與圖中曲線衰減規(guī)律一致。一般集成電路器件的輸入電壓在10 V以內(nèi)，通過理論計(jì)算獲得脈動(dòng)直流信號(hào)的積分輸出變化規(guī)律較為困難，可以通過軟件仿真的方法得出輸出值的變化規(guī)律，在積分放大器的輸入信號(hào)中加以基準(zhǔn)源，即可限制輸出信號(hào)的幅值。對(duì)于圖5可取基準(zhǔn)源信號(hào)為-4.5 V。最終可獲得正紋波很小的反應(yīng)輸入電壓變化的直流信號(hào)。

　　3 結(jié)語

　　對(duì)濾波器和積分器的工作原理進(jìn)行了說明，指出在實(shí)踐設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)運(yùn)算放大器外圍器件較多，輸入/輸出關(guān)系需要精確考慮，而理論計(jì)算繁瑣或較為困難時(shí)，采用軟件仿真是準(zhǔn)確、有效、便捷的輔助手段。以濾波器的相移和電壓反饋取樣電路為例，詳細(xì)說明了采用軟件仿真驗(yàn)證的設(shè)計(jì)過程，可以使用該法設(shè)計(jì)其他電子電路，本文設(shè)計(jì)的電壓反饋取樣電路極具參考價(jià)值。