Помогите мне решить, будет ли эта схема операционного усилителя работать по назначению.

пожалуйста, помогите мне решить, будет ли это работать:

Основная цель: усилить входной сигнал 0~3В до выходного сигнала 0~12В.

введите описание изображения здесь

Я понимаю, что вся эта установка немного необычна, так как я могу просто подключить + вход операционного усилителя к 12 В постоянного тока, а с моими значениями резисторов вход 3 В можно усилить до 12 В (я уверен на 80%). Но все же я хочу знать, сработает ли эта странная схема? Я думаю, что мне нужно быть очень осторожным с моим выходом OpAmp, который диктует 3904?

Редактировать: мои самые искренние извинения, ДОЛЖЕН БЫТЬ подтягивающий резистор между коллектором и 12V , по какой-то причине это проскользнуло через мою двойную проверку, невероятно, я новичок в орле, и копипаста в нем не такая интуитивная.

Резистор имеет номинал 2К.

Редактировать № 2:

Извините за задержку, но кое-что нужно уточнить, еще раз извините, если я пропустил ваш вопрос, их слишком много, и я очень занят:

  1. Предполагается, что потребляемый ток составляет 200 мА. Вся эта установка предназначена для отвода тока от компонентов нижнего уровня, которые будут подключены к этому интерфейсу, поэтому 12 В / 2 К = 6 мА — это не то, о чем я говорю.

  2. Резистор должен быть 90k/30k, как некоторые из вас предложили, моя ошибка.

  3. Генерация: я считаю, что ваши опасения вполне обоснованы, но имейте в виду, что на входе будут в основном «статические» сигналы напряжения, что означает, что они редко меняются чаще, чем 5 раз в секунду, поэтому я скептически отношусь к тому, что это будет такое огромное значение. проблема, я вполне мог быть очень, очень неправильно.

    • Мэтт
Непонятно, что вы делаете. У вас есть блок питания +12 вольт?
@PeterBennett Здравствуйте, да, как показано на схеме? Он правильно отображается?
Ничего полезного от этого не будет. Выход всегда будет +12, если только блок питания не проиграет битву, уничтожив Q4.
@SpehroPefhany Гах! Вы правы, я не могу поверить, что цепь была закорочена с самого начала. Действительно глупый вопрос, я думаю.
Погуглите "неинвертирующий усилитель с однополярным питанием". Вам нужно будет поставить операционный усилитель с> 12 В (например, 15 В).
Он определенно будет колебаться или фиксироваться с положительной обратной связью.
Просто используйте неинвертирующий усилитель на 12 В на операционном усилителе с соотношением резисторов 3:1, чтобы получить коэффициент усиления +4. Есть много проблем с вашим общим подходом, не последней из которых будет компенсация для предотвращения колебаний, поскольку вы собираетесь добавить усиление.
Важно написать более качественные спецификации, прежде чем представлять дизайн. Какая нагрузка, ток и BW? Этот транзистор подтягивает только ток и требует подтягивания резисторов R и Vin+- в обратном порядке, но будет менее стабильным (из-за дополнительного фазового сдвига GBW), чем операционный усилитель, который может работать на 600 Ом.
@TonyStewart.EEsince'75 Я надеюсь , что положительный отзыв был «схематичным упс» от ОП. Предполагая, что это так, и он имел в виду, что обратная связь должна быть на инвертирующем входе, а «INPUT1» попадает на неинвертирующий вход, тогда простое питание операционного усилителя от шины> = 12,5 В должно сделать всю остальную часть схемы ненужной ( т.е. используйте операционный усилитель, R1 и R2... остальное все отходы.
@TonyStewart.EEsince'75, предполагая, что у транзистора есть резистор на +12 В, он инвертирует выход операционного усилителя, поэтому в целом обратная связь отрицательная, и, кроме C2, схема должна работать правильно.
@TonyStewart.EEsince'75, извините за неясные характеристики, так как я тоже в темноте, так как это часть экспериментального проекта, но можно с уверенностью предположить, что максимальный ток составляет около 200 мА, в то время как BW не имеет большого значения здесь, так как он будет хорошо работать в пределах 5 Гц.
@ RobhercKV5ROB Вы правы, все остальное могло быть бесполезным, но я намереваюсь, чтобы обратная связь поступала на НЕинвертирующий вход, а фактический входной сигнал, т.е. INPUT1, на инвертирующий вход, и надеюсь, что это сработает. Как я уже сказал, это странная, необычная схема, но, короче говоря, в последнюю минуту на одном собрании произошли некоторые изменения, и у меня нет минимальных модификаций на моей плате, чтобы сводить концы с концами ... таким образом, эта мерзость схемы.
@MattCox Пожалуйста, добавьте предостережение о необходимости повторного использования большей части существующей схемы, требованиях к выходу 200 мА и GBW <= 5 Гц в свой вопрос. Нам будет легче давать более полезные ответы, если нам всем не придется копаться во всех этих комментариях, чтобы найти важные фрагменты. -- Кроме того, можем ли мы увидеть схему того, что уже (полунеизменно) спаяно вместе, чтобы нам было легче увидеть, какие части можно/нельзя легко модифицировать?
К вашему сведению, 12 В через резистор 2 кОм подает только 6 мА при прямом замыкании на GND ... не уверен, что это очень хорошее место, чтобы попытаться вытянуть 200 мА :(
Хотите верьте, хотите нет, но я видел эту схему раньше. Я видел ее в 1992 году. Я очень критически относился к ней. Она производилась в потогонной мастерской CHCH. тысячи собранных с помощью боковых резаков и ручной пайки через отверстие. Я также беспокоился о количестве деталей, но больше никого не было. Это кажется бредом, но это было ограничение тока телекоммуникационного выпрямителя.
@MattCox Улучшите свой вопрос с помощью своих спецификаций. 200 мА - это источник или приемник. Если да, то каково реальное сопротивление нагрузки и напряжение. Vcc или 0V? 2k не всегда будет управлять 200 мА, и вы должны знать, что hFE падает до 10% от hFE или 1:10 (Ib:Ic), когда Vce=Vce(sat)
Дополнительное усиление, обеспечиваемое транзистором, вероятно, вызовет колебания, особенно когда коэффициент усиления с обратной связью равен всего 3. Как говорит @Autistic, стабильность будет сомнительной.
@glen_geek, как бы вы подошли к оценке добавленного полюса к заданному графику Боде с учетом асимметричного усиления, предполагая, что hFE = 100? (просто проверяю, знаете ли вы)
@TonyStewart.EEsince'75 Я научился избегать коротких схем. И было бы полезно увидеть правильную схему ... это питание операционного усилителя 3,3 В или 33 В? Слишком много ловушек, чтобы преследовать. Кстати, я думаю, что OP хотел, чтобы усиление замкнутого контура составляло 4. Плохо, что сказал 3.

Ответы (3)

Нет, ваша схема работать не будет. Основная проблема в том, что 12В подключено напрямую к Vout. И Q4 закоротит 12 В на землю (что разрушит Q4).

Посмотрите на эту схему. Просто для вдохновения.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

ОБНОВЛЕНИЕ:
я изменил значение R2 со 120 кОм на 90 кОм. В вопросе тоже неправильно. Если OP хочет усилить от 0-3 В до 0-12 В, то для R1: R2 должно быть соотношение 1: 3.

ОБНОВЛЕНИЕ 2 - ОБЪЯСНЕНИЕ:
эта схема делает Vout = 4 * Vin

Если вы увеличите Vin, выход U3 уменьшится, что сделает MOSFET M1 более открытым (Vgs более отрицательное = Rds ниже) и, таким образом, Vout увеличится. Оно будет увеличиваться до тех пор, пока напряжение на неинвертирующем входе U3 не сравняется с инвертирующим входом (которым является Vin).

Если вы увеличите Vin, выход U3 станет выше, что сделает MOSFET M1 менее открытым (Vgs менее отрицательное = Rds увеличивается) и, таким образом, Vout уменьшится. Оно будет уменьшаться до тех пор, пока напряжение на неинвертирующем входе U3 не сравняется с инвертирующим входом (которым является Vin).

К сожалению, OP заявил в комментариях, что большая часть предложенной им схемы является пережитком предыдущей версии проекта, и он должен повторно использовать ее с минимальной модификацией ... что исключает этот вариант или мое первоначальное предложение просто для начала используйте неинвертирующую топологию.
@ RobhercKV5ROB Я не думаю, что можно повторно использовать только эти компоненты и одновременно создавать рабочие схемы, соответствующие требованиям.
Вы переключили входы операционного усилителя..
@ m.Alin нет, если вы присмотритесь, он просто нарисовал свой операционный усилитель в другой ориентации ... Vis все еще подключен к инвертирующему входу U3, а обратная связь - к неинвертирующему.
@ m.Alin Я также заменил NPN BJT на P-канальный MOSFET. Я думаю, что правильно подключил операционный усилитель.
Я только что прочитал «Усилить входной сигнал 0 ~ 3 В до выходного сигнала 0 ~ 12 В» в вопросе ОП и пришел к выводу, что ему нужна отрицательная обратная связь на операционном усилителе; поэтому обратная связь должна идти на инвертирующий (-) вход операционного усилителя, а входной сигнал - на неинвертирующий контакт, не так ли?
@ m.Alin и еще одно требование (которое OP написал в комментариях) - ток 200 мА. Я не знаю, что вы комментируете. Я снова проверил свою схему, и она подключена правильно.
Не могли бы вы объяснить, что ваша схема должна делать? Может быть, я не понимаю, но ваша схема предназначена для усиления чего-то? Если да, ему нужна отрицательная обратная связь, которую вы можете получить, только подключив выход к инвертирующему входу, а не к неинвертирующему, как вы это сделали.
Объяснение @ m.Alin добавлено к ответу.
Это работает, но я думаю, что C2 слишком велик. Это вызывает значительные искажения даже при 5 Гц, указанных в вопросе; возможно, попробуйте вместо этого 1 мкФ.

Ваше усиление равно 1+, так как вы инвертировали обратную связь, Vin- теперь является положительным входом, поэтому Av=1+R2/R1 при условии, что вы используете что-то 1k Pullup, и вам ДЕЙСТВИТЕЛЬНО НУЖЕН транзистор, чтобы сбросить заряженную крышку с высоким током и малым подтягивающий ток.

Это плохой инвертирующий детектор отрицательных пиков с крышкой для хранения и отсутствующим подтягивающим резистором с коэффициентом усиления +5?

Где остальные ваши спецификации дизайна?

Это хорошее начало, но я вижу два недостатка.

1: ваша выходная клемма подключена напрямую к 12 В постоянного тока, вы, вероятно, забыли нарисовать резистор между 12 В постоянного тока и транзистором. учитывая ваш выбор 2K для базового резистора, 1K кажется правильным в этом месте.

2: C2 между выходом и землей, вероятно, вызовет проблемы (колебания усилителя). вы, вероятно, не хотите этого. или, возможно, вы хотите, чтобы это было между 12 В постоянного тока и землей.

Это вообще не выглядит красиво. Выход подключен напрямую к 12 В, а транзистор Q4 замыкает 12 В на землю.
ты дальше первого предложения прочитал? Я предполагаю, что отсутствие резистора является ошибкой чертежа, потому что без него схема вообще не имеет смысла.
Итак, ваше первое предложение было просто ироничным?
Парень то ли новичок, то ли у него "плохой день" и если бы не резистор, разделяющий коллектор и выход от 12V и C2, мне кажется, что все хорошо. он правильно понял резистивный делитель и правильно подключил его к неинвертирующему входу. даже включил блок питания, обходя конденсаторы. Он явно приложил усилия, и заслуживает похвалы.
Если кто-то новичок, ему нужна честная обратная связь. Да, он неплохо постарался. Но схема результата не очень, это честная информация. Ваше предложение добавить резистор между 12В и коллектором не кажется мне хорошим, потому что вы не знаете, какая сила тока требуется, и вы не будете соответствовать требованиям для выхода 0-12В.
Хорошо. Я умерю свой энтузиазм.
ХОРОШО. Понижение удалено ;)
@Jasen и др. Всегда ожидайте спецификацию нагрузки, прежде чем принимать решение.
Помогите мне решить, будет ли эта схема операционного усилителя работать по назначению.
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v