LM358P和LM358DR运放采样电路

LM358P和LM358DR电流采集电路1 基础知识LM358P是一个行业内标准的双路运算放大器具有高的电压输入范围单电源3~36V双电源±1.5~±15VLM358DR单电源3~32V双电源±1.5~±16V,其输入失调电压约为3mA。拥有8个引脚具体如图所示图1.1 LM358P、LM358DR引脚图2 电路的布局示例噪声可通过全部电路电源引脚以及运算放大器自身传入模拟电路。旁路电容用于通过为局部模拟电路提供低阻抗电源以降低耦合噪声。– 在每个电源引脚和接地端之间接入低 ESR0.1µF陶瓷旁路电容并尽量靠近器件放置。针对单电源应用V 与接地端之间可以接入单个旁路电容器。大电容滤低频信号小电容滤高频信号。图1.2 电路布局图3 运放电路的电容理解在运放里电容主要做滤波和相位补偿。经常看到几种电容的接法。1、反馈电阻上的电容(C5)。2、电源到地之间的电容(C1、C2、C3)。3、同向输入端、反相输入端之间的电容(C4)。对于这些具体如下图3.1所示图3.1电容在电路上的实际位置图对于这些电容其实不要电路也能正常工作但是加上他们对于电路的性能能够大大提升使电路更加稳定、信号更加平滑的工作使用在我们实际设计电路还是要加上下面我们逐步分析电路每个地方电容的作用。3.1反馈电阻上的电容(C5)相位补偿电容密勒补偿电容1、能够防止自激振荡运放本身高频相位偏移不加电容容易输出高频毛刺、抖动、啸叫这个电容压低高频增益保证电路稳定不震荡。2、滤波滤除高频干扰信号防止对后级电路产生干扰。该电容的取值一般为几pF到几十pF。图3.2反馈电阻上的电容3.2电源到地之间的电容(C1、C2、C3)这个电容主要是用于滤波是我们的输入电源的网络更加干净输入信号更加平滑抑制干扰信号。对于他的取值我们一般取103104105.主要看运放的工作频率频率越高电容越小成反比趋势。图3.3电源到地上的电容3.3同向输入端、反相输入端之间的电容(C4)主要用于抗干扰当同相输入端涌入瞬时高压干扰时同相端电位会瞬间高于反相端运放输出随即同步产生干扰脉冲。而反馈回路中的补偿电容具备电压不能突变的特性输出端的干扰信号会迅速经电容耦合至反相输入端该干扰电压近乎完整地施加在反相端使同、反相两端的干扰电位相互抵消大幅抑制输出扰动。此类补偿电容常规取值多为几pF至几十pF。图3.4同向和反相输入之间的电容4 电流采集电路的理解我们在设计电路的时候经常要看看这条电路上的电流多大但是我们每次都采用测于是我们在电路里面设计了一个采样电流的电路一个极小的采样电阻是一个不错的选择既不会影响电路的整体性能和产生过大的压降最后通过单片机读取两端的电压值然后除以我们的采样电阻就得到了我们在电路上的电流。但是我们采样电阻通常很小所以往往使用集成运放放大两端的电压差让我们的单片机能够读取得到。4.1低端采样电路图4.1低端采样电路仿真图图4.2同相比例运算放大电路放大倍数推导通过推导我们能够知道电路的放大倍数为 1R2/R1或1Rf/R1。4.2 差分放大电路采集电路图4.2差分放大电路仿真图我们的结果分为两种第一种电压高的一端接反向端得到的结果是负的另外一种电压高的一端接同向端得到的结果是正的下图是我的推到过程图4.3差分放大电路电压高的一端接反向端通过推导我们能够知道电路的放大倍数为 -R4/R3或-R2/R1图4.4差分放大电路电压高的一端接同向端通过推导我们能够知道电路的放大倍数R4/R3或R2/R1.4.3 反向加法器采样电路图4.4反向加法器采样电路图4.4反向加法器推导通过第一级反向比例运算放大电路放大倍数 --R3/R1图中放大为-1接高电压端将电路电压反向后面接入反向加法当R1R2........Rn时放大倍数为Rf/R1.通过采样电阻上采样到两端微弱的电压通过后级集成运放的放大通过欧姆定律I U/R,得到我们做需要采集的电流。以上是本人的拙见如有不对之处还请各位前辈指教