设计一个电阻-电压转换器,要求:电路采用单电源供电,当电阻R在0.8·1.2kΩ变化时,输出电压V0在-1.1·0.9v变化
时间: 2024-05-31 11:11:02 浏览: 13
可以设计一个基于运放的非反向比例放大电路(Non-Inverting Amplifier Circuit),如下图所示:
![电阻-电压转换器](https://cdn.luogu.com.cn/upload/image_hosting/bn0x3e2v.png)
其中,运放选用单电源供电的型号,如LM358,它的正极接地,负极接输入信号。电阻R1的两端接电源Vcc和地,电阻R2的一端接地,另一端接运放的输出端,输出端同时连接一个反馈电阻Rf到运放的负极。
根据非反向比例放大电路的公式,输出电压V0可以表示为:
V0 = [1 + (Rf/R1)] × Vin
当电阻R在0.8·1.2kΩ变化时,输入电压Vin变化相应的比例,输出电压V0也会变化相应的比例。假设输入电压Vin在0~1V范围内变化,根据上述公式,可以选取合适的电阻值,使得输出电压V0在-1.1~0.9V范围内变化。具体的计算方法如下:
当R = 1.2kΩ时,输出电压V0取最小值-1.1V:
-1.1V = [1 + (Rf/R1)] × 0V
Rf = -1.1 × R1
当R = 0.8kΩ时,输出电压V0取最大值0.9V:
0.9V = [1 + (Rf/R1)] × 1V
Rf = 0.1 × R1
为了保证电路的稳定性和精度,可以选取R1 = 1kΩ,然后分别计算Rf的值:
Rf(min) = -1.1 × R1 = -1.1kΩ
Rf(max) = 0.1 × R1 = 0.1kΩ
实际电路中,可以选用1.2kΩ和0.8kΩ两个标准电阻,然后通过串联或并联的方式来实现R的变化。同时,为了避免运放失真,可以选用低漂移、低噪声的运放,并在输入端加上一个小电容,以滤除高频噪声。
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