好的!这里给你整理一份关于 正负电压测量电路、双极性电压测量电路、绝对值电路、加法器 的保姆级讲解与仿真实测指导,结合电路四库全书的知识体系,方便你全面掌握这些基础且实用的模拟电路。
电路四库全书系列:正负电压测量与相关电路保姆级讲解及仿真实测
1. 正负电压测量电路简介
- 该电路能够测量交流信号或双极性直流电压,输出与输入电压正负极性对应的电压信号。
- 通常使用运算放大器(OP Amp)实现。
- 应用包括多用表、电压监控系统等。
2. 双极性电压测量电路
2.1 基本原理
- 通过对输入信号进行偏置处理,使负电压转换为可测范围内的正电压。
- 典型设计:输入信号加上一个直流偏置电压,保证输入端电压始终为正。
2.2 电路示意
Vin ---|----[R1]----+-----> To ADC input
|
R2
|
Vref (偏置电压)
- R1、R2 分压形成加偏置。
- Vref 通常为稳定的正电压(如 2.5V),使输入负电压转为正电压。
3. 绝对值电路(全波整流电路)
3.1 作用
- 将输入的任意正负电压转换成对应的正电压输出。
- 用于测量信号幅值,不关心信号极性。
3.2 常用结构
- 运算放大器全波整流电路,使用精密整流电路设计。
- 解决普通二极管整流的电压降问题,提高测量精度。
3.3 基本电路原理图
- 两个运放配合两个二极管,分别处理正负半周电压。
- 输出端得到输入电压的绝对值。
4. 加法器电路
4.1 作用
- 将多个电压信号按比例加权合成一个输出。
- 常用于信号叠加、偏置叠加。
4.2 经典运算放大器加法器结构
Rf
Vin1---/\/\----+
|---+--- Vout
Vin2---/\/\----+ |
|
OP Amp
- 通过调节输入电阻,实现不同权重的加法。
- 输出电压为: Vout=−Rf(Vin1R1+Vin2R2+⋯ )V_{out} = -R_f \left(\frac{V_{in1}}{R_1} + \frac{V_{in2}}{R_2} + \cdots \right)
- 通过反相或者非反相结构,可以实现正负系数加法。
5. 仿真实测步骤
5.1 软件选择
- 推荐使用 Multisim、Proteus、LTspice 等仿真软件。
- 电路四库全书中均有仿真案例和元件库支持。
5.2 仿真流程
- 搭建电路
按照上述电路原理搭建图纸。 - 参数设置
设定电阻、电源、输入信号(正负交替的正弦波、方波等)。 - 仿真运行
观察输入与输出波形,验证电路功能。 - 调试优化
根据输出结果,调整参数,提高精度和稳定性。
5.3 注意事项
- 运放选择应满足带宽、输入偏置电流及电压摆幅需求。
- 电源电压须符合电路要求,尤其是双极性运放电源。
- 精密整流电路中,二极管型号和参数影响性能。
6. 参考资料
- 《电路四库全书》模拟电路部分
- 运算放大器应用手册
- LTspice仿真教程与实例
- 相关电子工程论坛与社区分享
发表回复