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运放问题求助

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尚飨
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高级工程师
  • 2019-11-25 10:50:10
10问答币
   最近用一个4-20ma电路,在TI的资料上有个图,但是对电阻的要求有点不明白。自己推导可能的问题,也不清楚。
  大神们谁对这个电路清楚啊,直接推DC传递函数(令RF=RG   Io=Vin/Ro)和负载电阻RL是没有关系的,各电阻值是没有关系的,那么问题来了,TI为什么要规定电阻间的远远大于?
微信图片_20191125104456.jpg
微信图片_20191125104505.jpg

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曲线是按公式算的结果不是仿真(假设电源无穷大),你推导的是电阻Ro上的电流确实跟电阻RL无关,不过这里貌似要实现的是负载RL恒流,这就不能忽略RL的影响了。11楼的公式整理一下,比Ro上的电流多出一项:
blueskyy
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  • 2019-11-25 11:11:19
 
看的一头雾水 ~

尚飨
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高级工程师
  • 2019-11-25 11:22:39
 
简单的说,下面那个图中关于电阻阻值的说法是怎么推导出来需要这样,是因为稳定性呢,还是其它的什么原因。
lovelee
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副总工程师
  • 2019-11-25 12:40:30
 
这个电流源设计模电书里论有讲解的。
blueskyy
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总工程师
  • 2019-11-25 13:43:38
 
我认为是书的翻译问题,这个与电流源有甚关系 ??
尚飨
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高级工程师
  • 2019-11-25 14:35:03
 
这个不是翻译问题,英文原版也是这个意思。电路用起来没什么问题,就是不知道它这么说是什么意思,推导过程就不涉及这个电阻大小问题。
微信图片_20191125143342.jpg
尚飨
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LV6
高级工程师
  • 2019-11-25 14:36:31
 
兄弟,有文字解释方面的截图吗?有没有要求这几个电阻的关系。
直流传输按虚短虚断很好推出,多了下面一句话,心里不踏实。
greendot
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  • 2019-11-25 16:57:01
 
是不是R4>>Rload才对?这样经R4流走的电流就可以忽略。
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  • 2019-11-25 17:28:49
 
就是R5,这个真心不好解释。
推导DC参数过程和负载没有任何关系,上面的环路分析计算是和RL还有采样电阻Ro有关,可看不出来书上要求的样子。
greendot
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  • 2019-11-25 18:29:22
 
这个推导好像是算得R5上的电压V5,而假设负载电流就是正比于V5/R5,LZ可以推一下看看是不是这样。
boy59
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  • 2019-11-25 18:33:03
 
运放电流源.jpg

我推导了一下好像跟负载RL还有一些关系,还没验证推导的公式对不对

尚飨
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  • 2019-11-25 19:42:54
  • 倒数10
 
   你好,这个是我的推导过程。
   这个RL是进不去的。
   你的那个曲线是怎么弄出来的?这个电路的带载能力决定于运放的电源,运放的输出通常比电源小一点,那么RO与RL的和乘以流过的电流最高达到运放的输出上轨。如果你是仿真的,随着负载电阻RL增大,最终VO位置电压才会是你那个样子(负载越轻,输出上轨越高),开始的那一段平的直线,对应的电阻值就是带载能力了。
微信图片_20191125193844.jpg
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  • 2019-11-25 21:22:51
  • 倒数9
 
曲线是按公式算的结果不是仿真(假设电源无穷大),你推导的是电阻Ro上的电流确实跟电阻RL无关,不过这里貌似要实现的是负载RL恒流,这就不能忽略RL的影响了。11楼的公式整理一下,比Ro上的电流多出一项:
公式1.jpg

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  • 2019-11-26 09:02:51
  • 倒数8
 
       非常感谢,辛苦了。
       你的数学功底很好。我们各自推导的结果,都是不能得出Ro>>RL的要求。实际使用中也不可能,毕竟电源电压有限,满足这条后带载能力太差了。
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  • 2019-11-26 09:10:28
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其实我数学并不好,都是用Mathcad算的,公式也是Mathcad整理的。
boy59
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  • 2019-11-26 09:08:15
  • 倒数7
 
验证了一下发现之前的推导可能是不对的(虽然推导过程大多数是自动的仍然出错了),把这个电路等效变换后推导和理解起来可能比较容易。
恒流源.jpg
这种“差分”结构电路有个特点输出电压差恒等于Vin*Rf/Rg,跟负载无关。
这里负载为串联的Ro和分流的RL,Ro上的电流为Vin*Rf/(Rg*Ro)可视为恒流源,做等效变换后就可以较容易的推导出公式及看出负载RL的影响。
等效变换.jpg
blueskyy
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  • 2019-11-26 09:20:17
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确定是负反馈?

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  • 2019-11-26 09:34:41
  • 倒数4
 
1路正反馈,1路负反馈。只不过这个电路不是标准的差分电路的样子,正反馈量是小于负反馈的。
greendot
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  • 2019-11-26 12:05:03
  • 倒数3
 
上接10楼。

1. 根据书上的,如果考虑输出电流的准确性,确实找不到R5和Rload的关系,但如果R3不是等于R4+R5,而是等于R4,则Rload越小于R4+R1,则越准确。
2019-11-26_114216.jpg

2. 至于LZ1楼的图1,结果是 (与15楼相同),但也找不到Ro>>RL的需要。

2019-11-26_114917.jpg

对比1和2,距离理想值的误差不同。(如果1的R3=R4+R5,则无误差)

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  • 2019-11-26 12:31:48
  • 倒数2
 
你们是怎么把推导结果简单到这步的。开始我怀疑是影响环路稳定,就推导了Aβ,结果是看不到什么
greendot
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  • 2019-11-28 18:23:44
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这个Howland Current Source 已有很多资料了,Dynamic 方面LZ可以找找看。
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