diy了一个运放，请教一个困惑已久的问题

zcf1994

moaimin 发表于 2018-6-19 19:13
楼主比我懂的多了，相比之下俺真是小白一个，是个爱好者而已惭愧！谢谢您的分享，

过讲了！真正的分析计算其实我并不会，只会些最简单的。但是作为最大的爱好我还是乐意为之付出的！大家共同学习探讨一起进步

牛骑兵

zcf1994 发表于 2018-6-19 17:41
的确，这个确实简单了点。能指教下需要什么样的构架呢？想加深这方面的了解

这句话有个背景，一般的单电源OPA，是需要共模输入范围和输出摆幅可以达到地线电压的。

因此差分级输入需要采用PNP管加低偏置负载的结构，输出级需要加一个NPN管以保证可以输出几百mV范围的有效输出。

你这个电路的输入级对地至少需要两个PN结压降，也就是说采用单电源供电时，输入电压低于1.5V时，输入级就无法工作了；而输出级也至少需要大于两个PN结，也就是说输出无法低于1.5V。如此一来，采用单电源供电时，靠近地电平的信号都无法处理，因此不能算是严格意义上的单电源OPA。

换个说法，这个运放在实际的单电源使用时，必须在输入和输出级加隔离电容，无法直流耦合工作；而在双电源条件下，只要电压范围合适，是可以直流耦合工作的。

牛骑兵

zcf1994 发表于 2018-6-19 17:50
但是对于学习来说分立还是具有无可比拟的优势，而且分立电路也不是一无是处啊

这个说法是合理的。

在电子学专业的高等教育课程中，运算放大器原理是一个重要内容，尤其是电子设计专业。其中的各个单元就都是先以分立元件模式进行讲解分析的，然后再根据集成电路工艺的要求，进行相应的电路变化。以前是用双极性作为案例，近期好像改成MOS型了。因此，从学习的角度来说，用分立器件搭一个运算放大器出来，并进行相关的试验，是很好的手段。

早期的运算放大器在设计的时候，甚至是先搭出一个分立电路出来，进行验证后，再进行版图设计。因为那个时候可没现在这么先进的EDA工具。

所谓运算放大器，其实是一个通称，并无必须是集成电路的要求。

zcf1994

牛骑兵 发表于 2018-6-20 11:28
这句话有个背景，一般的单电源OPA，是需要共模输入范围和输出摆幅可以达到地线电压的。

因此差分级输 ...

您所说的好像和轨对轨运放很相似，那个就能输出几乎能达到电源电压值的电压，而且也能输入接近电源电压值的信号，可我并没有任何了解，看来需要学习的东西还有很多！
我制作的这个应该类似于lm358之类的普通运放，不知道目前可否一战lm358  温漂不计
我试过在这个分立电路输入级用复合管，或者用一级射随器，因为我看到不少运放内部框图就是这样的输入形式
可是发现除了输入阻抗大大提高外没有别的好处，反而-端比+端又低了几mv，百思不得其解！难道是管子误差问题？

zcf1994

大佬无私科普了这么多干货，凭借您对电子电路超乎常人的透彻理解使我相信绝非等闲之辈，不只是一个普通的爱好者，实在是让人眼界大开！再次谢谢您！
分立和集成总有两种极端，一派认为分立优于集成，集成仅仅是使用方便，一致性相对较好而性能平庸
另一派认为集成远优于分立，性能全方面超越分立电路
我认为各有各的好。对于实际运用，能满足的条件下当然是有集成就用集成，对生产的简化，可靠性一致，成本控制性分立是比不了的
但是分立电路因人而异可以更好地调试和改进，很多场合的活集成还是干不了
当然对于diy，我当然认为集成根本无法比拟分立。diy的精神完全在于学习和乐趣，而不是获得多么高性能的产品，我们能做的也都是些最基本的原理化的，高端方面基本不用想。
如果diy都大量用集成，或者随便买个套件就用，那么基本上学不到什么东西，更体会不到乐趣，那样还不如买成品来的直接。
当然以上只代表个人看法，每个人diy的目的不同，对于分立和集成的看法自然也不同

patch

zcf1994 发表于 2018-6-19 17:41
的确，这个确实简单了点。能指教下需要什么样的构架呢？想加深这方面的了解

所谓单电源OP就是可以在零偏压工作，相关单电压OP的等效电路可在网上搜索。

patch

zcf1994 发表于 2018-6-19 17:41
的确，这个确实简单了点。能指教下需要什么样的构架呢？想加深这方面的了解

这个可以单电源。

lin889889

前面没注意，原来楼主的输出管都是加了过流保护的，那么串电阻和跨二极管的保护方式用在这里都是不合适的。因为这二种方式只能在输出电压过载的时候起保护作用，当输出级电流过载时，很容易烧掉主电压放大管。应该用类似于77楼的保护方式。

丹麦王子

这还叫没多少元件啊  

zcf1994

patch 发表于 2018-6-20 20:07
这个可以单电源。

太难看懂了而且这种电路图很多电路结构都看不出来，回头慢慢研究

zcf1994

lin889889 发表于 2018-6-21 10:38
前面没注意，原来楼主的输出管都是加了过流保护的，那么串电阻和跨二极管的保护方式用在这里都是不合适的。 ...

是因为过流钳位三极管致使电压放大管过流的吗有点弄不清啦

zcf1994

丹麦王子 发表于 2018-6-21 13:08
这还叫没多少元件啊

04年注册。。。

zcf1994

30khz波形

用自制的tl494等离子扬声器驱动板输出的方波测试这个运放，由于设计频率很高所以最低也就是30khz，方波除了有些过冲其他还是很好的
搭成一倍增益的电压跟随器测试

30khz波形

波形有点不好，搞不清具体原因

30khz波形

转换速率约为1.5v/us

zcf1994

100KHZ方波

100khz方波，和前面一样一倍电压跟随，输入方波实际上除了过冲还是比较好的
但是输出就惨不忍睹了，硬生生的吧方波拉成了三角波一样

100KHZ方波

这正看的更明显，转换速率1.5v/us，很低
不知道为什么会产生这种情况。和电压放大级的100pf消振电容关系大吗？

lin889889

zcf1994 发表于 2018-6-21 18:52
是因为过流钳位三极管致使电压放大管过流的吗有点弄不清啦

呵呵，我还不至于笨到会认为过流钳位三极管致使电压放大管过流。
自己慢慢想象一下吧：
什么时候输出管会发生过流保护呢，最可能的现象是输出短路了吧？输出短路了，此时电压放大管的Vce会是多少？缓冲C极串4.7K电阻的时候电压放大管的最大电流可能会到多少？再想想会不会烧管。
既然加了过流保护，只保护输出管而不能确保电压放大管的安全，这说得通不？

zcf1994

lin889889 发表于 2018-6-21 20:15
呵呵，我还不至于笨到会认为过流钳位三极管致使电压放大管过流。
自己慢慢想象一下吧：
什么时候输出管 ...

没有那个意思，就是因为不解才请教啊。
按50V单电源供电计算输出对地短路时输出取样电阻上压降1.2多，Q11 Q13复合管VBE0.7V左右，
Q11基极对地大约2V左右，也就是电压放大管C极对地2V左右。由于输出短路负反馈建立不了所以处于开环
除去射随管和电压放大管的1.4V结压降，射随管饱和的时候4.7K电阻上大约有47V电压，电流10ma，电流来自电压放大管基极所以电流被放大，这个电流×管子的VCE功耗很大。但是电压放大管射极还有个100r的电阻，我算不下去了

lin889889

如果你的电压放大管是不一般的强劲，在很大（比如200mA）的电流很低的电压下仍有数十倍的电流放大系数，电压管倒是不会烧掉了，只会烧那个100Ω的电阻了，呵呵。再有，如果电压放大级能输出非常大的电流，那个输出级的限流保护还能真正起作用吗？
既然是电压管射极有电阻，何不用三极管保护方式？现在这个年头普通三极管又不值钱。

zcf1994

lin889889 发表于 2018-6-21 22:08
如果你的电压放大管是不一般的强劲，在很大（比如200mA）的电流很低的电压下仍有数十倍的电流放大系数，电 ...

三极管保护电压放大级的话就很完善了。不过这种输出过载保护方式在很多功放中都能见到，经这么一分析的确是有很大缺陷。佩服大神一眼就能看出这么隐晦的问题！也告诉我们爱好者电路不弄懂原理就拿来用是行不通的。

zcf1994

实验证明电压放大级的100pf滞后补偿电容对这个电路的转换速率具有极大影响！

zcf1994

进一步修改后的电路，电容没标。实验发现这个补偿电容对转换速率影响巨大，太大会导致转换速率降低，瞬态响应变差。
去掉或太小的话转换速率上去了却又极易高频自激，作为运放必须要考虑闭环稳定性，所以只能在性能和稳定上面取舍，
取30P，反馈系数为1的时候也就是接成电压跟随器，还是会有频率几MHZ幅度几十mv的高频自激，但接成两倍放大电路自激基本消失。取100p的话全反馈也不会自激
射随器集电极限流电阻破坏了射极跟随的本质属性和优点，失去了加入它的意义。且根本无法保护电压放大管。拿掉之后发现音质改善极大！改用了更完善的三极管钳位保护电路，能够真正有效保护射随管和电压放大管。