CN112152571B - 一种给双极型运放供电的电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种给双极型运放供电的电路，电路包括分压子电路、负电压子电路与正电压子电路；三个子电路之间为串行架构，负电压子电路与正电压子电路都以运放为基础，输出的正负电压直接提供给负载电路中双极型运放的正负电源；负电压子电路和正电压子电路各包括一个隔离电路和一个电压翻转电路，隔离电路是由运放的跟随电路组成，电压翻转电路是由运放的反相放大电路组成。本发明以运放为基础将输入的单一正电源转换成正负电压输出，直接提供给负载电路中双极型运放的正负电源使用；单一正电源、负电压子电路输出和正电压子电路输出的波动相互关联，减小了电源电压波动对双极型运放输出的影响。

Description

一种给双极型运放供电的电路
技术领域
本发明属于雷达技术应用技术领域。
背景技术
数字电路的应用日益广泛，是目前各种电路的核心，但与自然界接触的传感器信号仍然是模拟信号，需要模拟电路先将传感器的信号进行拾取、放大、滤波等调理处理，然后将调理后的模拟信号转换成数字信号进行各种算法处理，处理后的数字信号有时也会再次转换成模拟信号反作用于自然界。在模拟电路或者模拟-数字转换混合器件中，需要提供多路电源尤其是正负电源供内部的运算放大器或电路基准使用。
在电源电路设计中，大多数设计都是将每一路电源独立设计，由各自独立的电路完成，各路电源之间没有相互影响，一路电源的电压或电流的波动不会对另一路电源产生影响。但在一些特殊场合，特别是在一些高精度电路应用中，电源电压的波动会对双极型运算放大器的输出产生影响。由单一电源提供负载电路中双极型运算放大器的正负电源的供电，同时提供的正负电源中的波动可以同时同幅度反方向变化，以减少对双极型运算放大器输出的影响。
发明内容
本发明的目的是由一路低压直流正电源提供正负电压（一路正电压和一路负电压）去用作负载电路中双极型运算放大器的正负电源，正电压输出和负电压输出的波动相互关联，能够同时同幅度反方向变化，减小电源电压波动对负载电路中双极型运算放大器输出的影响。
为实现上述目的，本发明提出了一种给双极型运放供电的电路，由一路低压直流正电源来提供正负电源，正负电源包括一路正电压和一路负电压；低压直流正电源先经过一个分压子电路，以便于调节整个电路的输出电压；整个电路包括分压子电路、负电压子电路与正电压子电路，分压子电路中电位器（R1）的滑动端与负电压子电路中隔离电路的运算放大器（N1）的输入正端相连，负电压子电路中反相放大电路的运算放大器（N2）的输出端与正电压子电路中隔离电路的运算放大器（N3）的输入正端相连，负电压子电路与正电压子电路都以运算放大器电路为基础的结构，输出的正负电压直接提供给负载电路中双极型运算放大器的正负电源；负电压子电路和正电压子电路各包括一个隔离电路和一个电压翻转电路，隔离电路是由运算放大器的跟随电路组成，电压翻转电路是由运算放大器的反相放大电路组成。
进一步的，上述负电压子电路包括运算放大器N1、运算放大器N2、电阻R3、电阻R4和电阻R5；运算放大器N1构成一个跟随器，输出端与输入负端相连，输入正端与分压电路中电位器R1滑动端相连；运算放大器N2与电阻R3、电阻R4和电阻R5构成反相放大电路，电阻R3在运算放大器N1的输出端与运算放大器N2的输入负端之间，电阻R4在运算放大器N2的输出端与运算放大器N2的输入负端之间，电阻R5在运算放大器N2的输入正端与低压直流电源的供电电压基准之间，运算放大器N2的输出端输出负电压。
进一步的，上述正电压子电路包括运算放大器N3、运算放大器N4、电阻R6、电阻R7和电阻R8；运算放大器N3构成一个跟随器，输出端与输入负端相连，输入正端与运算放大器N2的输出端相连；运算放大器N4与电阻R6、电阻R7和电阻R8构成反相放大电路，电阻R6在运算放大器N3的输出端与运算放大器N4的输入负端之间，电阻R7在运算放大器N4的输出端与运算放大器N4的输入负端之间，电阻R8在运算放大器N4的输入正端与低压直流电源的供电电压基准之间，运算放大器N4的输出端输出正电压。
更进一步的，上述一个分压子电路、负电压子电路与正电压子电路组成的电路，多个相同的电路再组成并行架构，提供多组输出的负电压和正电压，输出的电压直接提供给负载电路中多组双极型运算放大器的正负电源使用。
更进一步的，上述一个分压子电路、负电压子电路与正电压子电路组成的电路，也可以多个相同的负电压子电路与正电压子电路组成的电路再组成并行架构，所有的负电压子电路运算放大器（N1）的输入正端都连接到一个分压子电路中电位器的滑动端，提供多组输出的负电压和正电压，输出的电压直接提供给负载电路中多组双极型运算放大器的正负电源使用。
本发明与现有技术相比，主要优点是：1）以运放为基础将输入的单一低压直流正电源转换成正负电压输出，直接提供给负载电路中双极型运放的正负电源使用；2）单一低压直流正电源、负电压电路输出和正电压电路输出的波动相互关联，减小电源电压波动对负载电路中双极型运放输出的影响。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1是本发明的示意框图。
图2是本发明的电路框图。
图3是本发明的电路内部运算放大器供电关系框图一。
图4是本发明的电路内部运算放大器供电关系框图二。
图5是负载电路中的多组运算放大器供电关系框图。
具体实施方式
结合技术解决方案的实施作进一步说明：
步骤一、设定低压直流电源的一路输出正电源，正电源的输出接到由电位器R1和电阻R2组成的分压子电路，同时低压直流电源提供负电压子电路和正电压子电路中的运算放大器N1-N4的工作电源（运算放大器N1-N4为双极型运算放大器，供电关系如图3所示，运算放大器N1-N4为单极型运算放大器，供电关系如图4所示）；
步骤二、根据负载电路中双极型运算放大器的电源电压的需求，调节电位器R1的滑动端电压；
步骤三、负电压子电路中采用运算放大器为核心器件，由一个隔离电路和一个电压翻转电路组成，包括运算放大器N1、运算放大器N2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，隔离电路由运算放大器N1构成一个跟随器组成，输出端与输入负端相连，输入正端与分压子电路中电位器R1滑动端相连；
步骤四、负电压子电路的电压翻转电路由运算放大器N2与电阻R3、电阻R4和电阻R5构成反相放大电路组成，电阻R3在运算放大器N1的输出端与运算放大器N2的输入负端之间，电阻R4在运算放大器N2的输出端与运算放大器N2的输入负端之间，电阻R5在运算放大器N2的输入正端与低压直流电源的供电电压基准之间，运算放大器N2的输出端输出负电压，电阻R3与电阻R4组成的放大倍数f=-（R4/R3），取f=-1，即电阻R4与电阻R3的阻值相等，电阻R5是匹配电阻，电阻R3、电阻R4和电阻R5选用高精度电阻，运算放大器N1和N2选用低温漂运算放大器；
步骤五、正电压子电路中采用运算放大器为核心器件，由一个隔离电路和一个电压翻转电路组成，包括运算放大器N3、运算放大器N4、电阻R6、电阻R7和电阻R8，隔离电路由运算放大器N3构成一个跟随器组成，输出端与输入负端相连，输入正端与运算放大器N2的输出端相连；
步骤六、正电压子电路的电压翻转电路由运算放大器N4与电阻R6、电阻R7和电阻R8构成反相放大电路组成，电阻R6在运算放大器N3的输出端与运算放大器N4的输入负端之间，电阻R7在运算放大器N4的输出端与运算放大器N4的输入负端之间，电阻R8在运算放大器N4的输入正端与低压直流电源的供电电压基准之间，运算放大器N4的输出端输出正电压，电阻R6与电阻R7组成放大倍数f=-（R7/R6），取f=-1，即电阻R7与电阻R6的阻值相等，电阻R8是匹配电阻，电阻R6、电阻R7和电阻R8选用高精度电阻，运算放大器N3和N4选用低温漂运算放大器；
步骤七、根据运算放大器N2、运算放大器N4的输出功耗和负载电路中双极型运算放大器的电源电流，确定负载电路中的可供电的双极型运算放大器的数量M；
步骤八、将运算放大器N2的输出端连接负载电路中的M个双极型运算放大器的负电源端，提供负电压；
步骤九、将运算放大器N4的输出端连接负载电路中的M个双极型运算放大器的正电源端，提供正电压；
负电压子电路和正电压子电路两路输出的电压取决于电位器R1和电阻R2组成的分压电路，改变电位器R1的滑动输出端位置就可以得到对等的相同电压值的负电压和正电压；同时由于分压子电路中电位器（R1）的滑动端与负电压子电路中运算放大器（N1）的输入正端相连，负电压子电路中运算放大器（N2）的输出端与正电压子电路中运算放大器（N3）的输入正端相连，负电压子电路的输出波动会传递到正电压子电路的输出中，低压直流正电源的输出波动也会传递到负电压子电路的输出中和正电压子电路的输出中。低压直流正电源的输出、负电压子电路输出和正电压子电路输出的波动相互关联，可以观察到输出的负电压和正电压同时同幅度反方向的变化，减小电源电压波动对负载电路中双极型运算放大器输出的影响。
当负载电路中双极型运算放大器的数量多于M时,可以将负载电路中双极型运算放大器分成多组，使每一组中的双极型运算放大器的数量少于M，每一组由一个正负电压供电电路提供双极型运算放大器的正负电源，形成多个正负电压供电电路组成的并行架构，提供多对输出的负电压和正电压，输出的电压直接提供给负载电路中多组双极型运算放大器的正负电源使用。
当负载电路中双极型运算放大器的数量多于M时,也可以将负载电路中双极型运算放大器分成多组，使每一组中的双极型运算放大器的数量少于M，将多对相同的负电压子电路与正电压子电路组成的电路再组成并行架构，所有的负电压子电路中运算放大器（N1）的输入正端都连接到一个分压电路中电位器的滑动端，提供多对输出的负电压和正电压，输出的电压直接提供给负载电路中多组双极型运算放大器的正负电源使用。

Claims (5)

1.一种给双极型运放供电的电路，其特征在于：所述电路包括分压子电路、负电压子电路与正电压子电路；分压子电路中电位器（R1）的滑动端与负电压子电路中运算放大器（N1）的输入正端相连，负电压子电路中运算放大器（N2）的输出端与正电压子电路中运算放大器（N3）的输入正端相连，负电压子电路与正电压子电路都以运算放大器为基础，负电压子电路输出负电压，正电压子电路输出正电压，输出的正负电压直接提供给负载电路中双极型运算放大器的正负电源使用；分压子电路由一个电位器（R1）和一个电阻（R2）组成；负电压子电路和正电压子电路各包括一个隔离电路和一个电压翻转电路，隔离电路由运算放大器的跟随电路组成，电压翻转电路由运算放大器的反相放大电路组成。
2.一种根据权利要求1所述的一种给双极型运放供电的电路，其特征在于：所述负电压子电路包括运算放大器（N1）、运算放大器（N2）、电阻（R3）、电阻（R4）和电阻（R5）；运算放大器（N1）构成一个跟随器，输出端与输入负端相连，输入正端与分压电路中电位器（R1）滑动端相连；运算放大器（N2）与电阻（R3）、电阻（R4）和电阻（R5）构成反相放大电路，电阻（R3）在运算放大器（N1）的输出端与运算放大器（N2）的输入负端之间，电阻（R4）在运算放大器（N2）的输出端与运算放大器（N2）的输入负端之间，电阻（R5）在运算放大器（N2）的输入正端与低压直流电源的供电电压基准之间，运算放大器（N2）的输出端输出负电压。
3.一种根据权利要求1或权利要求2所述的一种给双极型运放供电的电路，其特征在于：正电压子电路包括运算放大器（N3）、运算放大器（N4）、电阻（R6）、电阻（R7）和电阻（R8）；运算放大器（N3）构成一个跟随器，输出端与输入负端相连，输入正端与运算放大器（N2）的输出端相连；运算放大器（N4）与电阻（R6）、电阻（R7）和电阻（R8）构成反相放大电路，电阻（R6）在运算放大器（N3）的输出端与运算放大器（N4）的输入负端之间，电阻（R7）在运算放大器（N4）的输出端与运算放大器（N4）的输入负端之间，电阻（R8）在运算放大器（N4）的输入正端与低压直流电源的供电电压基准之间，运算放大器（N4）的输出端输出正电压。
4.一种根据权利要求3所述的一种给双极型运放供电的电路，其特征在于：一个分压子电路、负电压子电路与正电压子电路组成的电路，多个相同的电路再组成并行架构，提供多组输出的负电压和正电压，输出的电压直接提供给负载电路中多组双极型运算放大器的正负电源使用。
5.一种根据权利要求3所述的一种给双极型运放供电的电路，其特征在于：一个负电压子电路与正电压子电路组成的电路，多个相同的电路再组成并行架构，所有的负电压子电路的运算放大器（N1）的输入正端都连接到一个分压子电路中电位器的滑动端，提供多组输出的负电压和正电压，输出的电压直接提供给负载电路中多组双极型运算放大器的正负电源使用。
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