咸工:在动手检修之前,我们应该先预习一下相关运算放大器电路的基本知识,这样检测电路的工作状态时,能做到心中有数。
小李:故障检测电路主要是采用运算放大器吧?
咸工:是的。运算放大器具有输入阻抗高(不取用信号源电流)、输出阻抗低(负载特性好)、放大差分信号(两输入端信号之差)、抑制共模信号(两输入端极性与大小相同)和对交、直流信号都能提供线性放大的优良特性。
以电流检测电路为例,在电流互感器和线性光耦之后的电流检测信号处理电路,虽然可大致上分为模拟电压信号处理电路和开关量信号处理电路,但电路所应用的核心器件,均为运算放大器(简称运放、集成运放)。其中以反相放大器、同相放大器和电压比较器电路应用为多,如图7-11所示。
图7-11 3种形式的放大器电路
(1)反相、同相放大器电路(www.xing528.com)
图7-11a所示电路形式为反相放大器,图7-11b所示电路形式为同相放大器。两者的区别仅在于前者输入信号与输出信号呈倒相关系,后者为同相关系。两者电路电压放大倍数均取决于R2/R1的比值。放大器能对输入信号进行“不走样地”线性放大。对于图7-11a所示电路来讲,当使R1=R2,成为放大倍数为1的反相器电路,当R2<R1时,成为衰减器电路,对输入信号起到比例衰减作用;对于图7-11b所示电路来讲,当使R1=R2,或省去R3、短路R2时,则成为电压跟随器电路,输出电压形成对输入电压的跟踪。
该类电路对运放电路的应用,是处于输出反馈信号影响输入信号的闭环放大状态,运放电路工作于线性放大区内,两个输入端之间的电压差接近于0V,输入、输出信号电压呈线性比例关系。
(2)电压比较器电路
对两个输入端的信号大小进行比较,将比较结果进行输出。电压比较器的相关电路实质上已经脱离了线性放大器的范畴,输入模拟量信号与给定基准参考电压相比较,输出的是开关量信号,更接近于数字电路的工作状态。采用运放电路的目的是可以灵活设置基准参考点,在应用上比数字电路更为方便而已。
电压比较器的应用,是处于开环放大状态,两输入端之间一般有较大的电压差,输入电压只有0(接近供电负端电位)或1(接近供电正端电位)两个电平状态。
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