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swain可理解性输出,推挽输出有什么特点

时间:2023-05-06 12:08:47 阅读:154490 作者:3150

推挽电路的工作原理在信号的正半周和负半周各有两个放大器管时完成,来自正半周时甲放大器管完成放大,来自负半周时乙放大器管完成放大。 放大后,最后合成完整的信号。

推挽电路适用于低电压大电流场合,广泛应用于放大器电路和开关电源。

优点:

结构简单,开关转码器利用率高,推挽电路工作时,两根对称的功率开关管一次只导通一根,导通损耗小。

坏处:

由于变压器有中心抽头,而且开关管耐压高的变压器的一次侧漏感的存在,在功率开关管断开的瞬间,漏极、源极会产生较大的电压尖峰,另外输入电流的波动也较大

每个放大器输出级的放大元件的数量可以分为单端放大器和推挽放大器。

单端放大器输出级通过一个放大元件(或多个元件但并联成为一组)完成信号的正负两个半周期的放大。 单端扩增仪只能采取甲类工作状态。

推挽放大器的输出级有两个“臂”(两组放大元件),当一个“臂”的电流增加时,另一个“臂”的电流减少,两者的状态交替切换。 对于负载,“斗杆”好像在推压,“斗杆”在拉拽,共同发挥着电流输出的作用。 甲型放大器可采用推挽放大,但更常见的是用推挽放大构成乙型或甲乙型放大器。

下图表示基本的互补推挽输出电路。 VT1构成谐振放大器,VT1、VT3构成互补型发送器电路,VT2是VT3的有源集电极负载。

灌电流:逻辑门的输出端为低电平时,流入逻辑门的电流称为栅极电流,栅极电流越大,输出端的低电平越高。 从晶体管的输出特性曲线中也可以看出,栅极电流越大,饱和压降越大,低电平越大。 逻辑门的低电平有一定的限制,有最大值UOLMAX。 当逻辑门操作时,不允许超过此数值,TTL逻辑门规范规定为UOLMAX0.4~0.5V。

拉电流:逻辑门的输出端为高电平时,逻辑门输出端的电流从逻辑门流出,该电流称为引出电流。 引电流越大,输出端的高电平越低。 这是因为输出级的晶体管有内部电阻,内部电阻上的电压降会导致输出电压下降。 引电流越大,高电平就越低。 逻辑门的高电平有一定的限制,有最小值的UOHMIN。 当逻辑门操作时,不允许超过该数值,TTL逻辑门的规范规定为UOHMIN2.4V

扇出系数:高电平输入电流小,所以在毫安级,一般不需要考虑,但低电平电流在毫安级较大。 所以,往往低电平的注入电流不超标就没有问题。 用扇出系数说明逻辑门来同类门的能力。 扇出系数No是低电平最大输出电流与低电平的最大输入电流之比

在标准TTL门的情况下,NO10; 对于低功耗肖特基型TTL栅极,请参阅NO20

集电极开路输出结构:

开路集电极输出的结构如图1所示,因为没有连接任何右侧晶体管的集电极,所以称为开路集电极。 (左侧的晶体管为反相用,输入为“0”时,输出也为“0”。 关于图1,当左端输入为"0"时,前面的晶体管截止(即集电极c和发射极e之间相当于截止),所以5v电源经由1k电阻施加到右侧的晶体管,右侧的晶体管导通(on ),即一个开关闭合左端的输入为“1”时,前面的晶体管导通,后面的晶体管截止(相当于开关截止)。

将图1简化为如图2所示。 图2中的开关由软件控制,如果为“1”,则断开;如果为“0”,则断开。 很明显,开关闭合时,输出为0,因为输出直接接地。 开关关闭后,输出端漂浮在空中,进入高阻状态。 此时,如果电平状态不明,后面的电阻负载(即使是轻负载)接地,则输出端的电平会被该负载拉向低电平,因此该电路不能输出高电平。

请看图3。 新鲜红牛的1k电阻是上拉电阻。 如果开关闭合,则1k电阻和开关有电流流动,但由于通断时的电阻为0 (为了便于讨论,实际上开关电阻不为0,而且晶体管中存在饱和电压降),因此开关上的电压为0,即输出电平开关断开后,开关电阻将无限大(同上,不考虑实际的漏电流),因此流动的电流为0。 因此,1k电阻上的电压降也为0,因此输出端的电压为5v,这样可以输出高电平。 但是,该输出的内部电阻比较大(即1k),连接电阻r的负载后,通过分压计算,最终的输出电压可以计算为5*r/) (r/) )伏,即5/) 1000/r )伏。 所以,要达到一定的电压,r不能太小。 如果r真的太小,输出电压不够,只能减小其1k的上拉电阻,增加驱动能力。 但是,上拉电阻不能太小。 因为打开开关就会产生电流。 由于可以流过开关的电流有限,上拉电阻的可取值受到限制。 此外,输出低电平时,负载提供的电流的一部分也可能从开关流出,因此必须考虑这些电流,选择合适的上拉电阻。

将用于读取数据的输入端子连接到输出端子时,将变为1个io端口。 (51个io端口是这样的结构,其中p0端口内部没有入站,其他3个端口有内部入站。 )使用输入功能时,只需将输出端口设定为1即可。

这样就相当于那个开关断开,而对于p0口来说,就是高阻态了。
对于漏极开路(od)输出,跟集电极开路输出是十分类似的。将上面的三极管换成场效应管即可。这样集电极就变成了漏极,oc就变成了od,原理分析是一样的。 
另一种输出结构是推挽输出。推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关,当要输出高电平时,上面的开关通,下面的开关断;而要输出低电平时,则刚好相反。比起oc或者od来说,这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话,就会产生很大的电流,有可能将输出口烧坏。而上面说的oc或od输出则不会有这样的情况,因为上拉电阻提供的电流比较小。如果是推挽输出的要设置为高阻态时,则两个开关必须同时断开(或者在输出口上使用一个传输门),这样可作为输入状态,avr单片机的一些io口就是这种结构。

 

 

线驱动(差动输出)
线驱动器是一个源电流输出器件。在导通状态时,线驱动器输出为电源(vcc);在关断状态时,输出悬空。因此,线驱动器需要一个灌电流输入接口。下面表格中给出了一个简单的线驱动器的原理图。差动输出(欧姆龙称为线性驱动输出)线性驱动输出就是根据rs-422a的数据输送回路。可通过双股搅合线电缆进行长距离输送
 

集电极开路
集电极开路电路是灌电流输出器件。在关断状态时,集电极开路输出连到地;在导通状态时,集电极开路输出悬空。因此,集电极开路输出需要一个源电流输入接口。下面表格中给出了一个简单的集电极开路输出电路的原理图。

 推挽式
推挽式输出结合了线驱动与集电极开路输出,在关断状态时,推挽式输出接地;在导通状态时,推挽式输出连到电源(vcc)。推挽输出(欧姆龙称为互补输出)输出回路有2种,即npn与pnp2种晶体管输出。根据输出信号h或l,2种晶体管输出互相交叉进行on或off动作,使用时,正电源,0v分别为吸合,拉下互补输出是输出电流流出或流入2种动作,特征是信号的上升、下降速度快,可进行导线的长距离延长。可与开路集电极输入机器(npn/pnp)连接,另外还可以连接到电压输入机器上。但是为了能更好的发挥未来的性能,一般推荐在电压输入机器上使用电压输入的编码器。

 

转载于:https://www.cnblogs.com/linux-bfbdxj520/p/10435763.html

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