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洪水猛兽:运放错误的高通滤波电路

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我发现很多工作多年的工程师,并没有深刻理解输入偏置电流这个参数,咱们直接举例说明。曾经看过图1-1 这种隔直电路,设计者的理由是,原始信号有一个比较大的直流信号,想通过一个电容进行隔离,因为电容可以隔直通交,但是实测却发现输出饱和了,设计者一直没有头绪。

图1-1 错误的隔直电路

设计者还认为,运放的输入电阻非常大,根据高通滤波器的截止频率计算公式fc=1/(2πRC),(高通滤波器和低通滤波器在《运放秘籍》第一部有详细解析),由于R非常大,因此随便选一个隔直电容就可以实现隔直通交的功能,现实情况真的这么简单吗?

图1-1中由于电容的存在,同相输入端的偏置电流没有地方流,被电容堵死了,导致运放输出直接憋死。图1-2 是正确的隔直电路,在电容后面对地加了一个电阻,俗称接地电阻,那么就给偏置电流提供了流通的路径,这就是俗称的偏置电流回流路径。

图1-2 正确的隔直电路

有同学说,运放的反相输入端也没有接地电阻啊,为什么能够工作呢?这是因为反相输入端与输出相连接,也可以构成回流通路。

那么同相端的接地偏置电阻,阻值选择多大合适呢?这个接地电阻的考虑有三点:

第一点:高通滤波的截止频率,在电容容值不变的情况下,电阻越大,则高通滤波器截止频率越低,更容易让交流信号通过而阻断直流信号,隔直效果越好。

第二点:偏置电流的影响,偏置电流流过这个接地偏置电阻,会产生一定的电压,电压被运算放大器放大进而会在输出端呈现一个直流成分,因此输出会有大约是0.45uA*100KΩ=45mV的直流成分存在。

第三点:噪声,电阻越大则有可能使得噪声越大,《运放秘籍》完整视频中会详细讲解噪声相关内容。

来源:工程师看海
电源电路通用Multisim
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-09-07
最近编辑:2月前
工程师看海
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