故障檢測(cè)電路的主體電路還是由由運(yùn)算放大器構(gòu)成,通常,運(yùn)算放大器被接成以下幾種類型的電路,完成著對(duì)信號(hào)模擬放大、比較輸出和精密整流三種工作任務(wù)。
一、反相放大器電路:
運(yùn)算放大器,具有輸入阻抗高(不取用信號(hào)源電流)、輸出阻抗低(負(fù)載特性好)、放大差模信號(hào)(兩輸入端信號(hào)之差)、抑制共模信號(hào)(兩輸入端極性與大小相同)和交、直流信號(hào)都能提供線性放大的優(yōu)良特性。
上圖(1)、(2)、(3)、在電路形式上為反相放大器,輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反,又稱為倒相放大器。電路對(duì)輸入電壓信號(hào)有電壓和電流的雙重放大作用,但在小信號(hào)電路中,只注重對(duì)電壓信號(hào)的放大和處理。電路的電壓放大倍數(shù)取決于R2(反饋電阻)與R1(輸入電阻)兩者的比值。R3為偏置電阻,其值為R1、R2的并聯(lián)值。因R2、R1的選值(比值)不同,可完成三種信號(hào)傳輸作用,即構(gòu)成反相放大器、反相器和衰減器三路信號(hào)處理電路。(1)電路為反相放大器電路,電路放大倍數(shù)為5;(2)電路為倒相器,對(duì)輸入信號(hào)起到倒相輸出作用,無放大倍數(shù),不能稱為放大器了;蜉斎0∽5V信號(hào),則輸出0∽-5V倒相信號(hào);(3)電路為衰減器電路,若輸入0∽10V信號(hào),輸出0∽-3。3V倒相信號(hào),為一個(gè)比例衰減器。
圖(1)、(2),(3)電路,有兩個(gè)特征:1、輸入、輸出信號(hào)反相;2、無論是放大或衰減或倒相電路,輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)維持一個(gè)比例輸出關(guān)系,可以籠統(tǒng)地稱為反相放大器,因?yàn)榈瓜嗥鞯姆糯蟊稊?shù)為1,而衰減器恰恰也是利用了電路的放大作用。
有趣的是,此三種反相放大器,在電流、電壓檢測(cè)電路中,都有應(yīng)用。以電流檢測(cè)電路為例:這是因?yàn),串于三相輸出端的電流互感器?nèi)置放大器,輸出信號(hào)已達(dá)伏特級(jí)的電壓幅度,而CPU的輸入信號(hào)幅度又須在5V以下的電壓幅度內(nèi),故反續(xù)電流信號(hào)處理電路,有的采用了有一定放大倍數(shù)的反相放大器;有的采用了倒相器電路,只是根據(jù)CPU輸入電壓信號(hào)極性的要求,只對(duì)信號(hào)進(jìn)入了倒相處理,并不須再進(jìn)行放大;部分電路為適配后級(jí)電路的信號(hào)幅度范圍,甚至采用了衰減器電路,對(duì)電流互感器來的電壓信號(hào)衰減一下,再送入后級(jí)電路。
檢測(cè)電路中的模擬信號(hào)電路的供電,根據(jù)放大交流信號(hào)的要求,一般采用正、負(fù)15V雙電源供電。根據(jù)反相放大器的電路形式和運(yùn)算放大器的電路特性,我們可找到相應(yīng)的檢測(cè)方法:
1、據(jù)反相放大器的特性,以正、負(fù)供電的0V(地)為基準(zhǔn)電位,當(dāng)輸入正的信號(hào)電壓時(shí),輸入電壓必為0V以下的負(fù)壓,反之輸出0V以上的正電壓。要根據(jù)電路和輸入、輸出腳的靜態(tài)電路值判斷是否處于正常狀態(tài);
2、查明該級(jí)電路為放大器或倒相器或衰減器,據(jù)輸入電阻與反饋電阻的比值,可大致測(cè)算出輸出電壓值,由此可判斷電路是否處于正常狀態(tài);
3、根據(jù)電路對(duì)差模信號(hào)有放大(或衰減)作用,而對(duì)共模信號(hào)放大作用為0的特性,當(dāng)短接兩輸入端時(shí),輸出電壓應(yīng)接近0電位值;或者測(cè)量輸出端已有正電壓(或負(fù)電壓輸出),但一短接兩個(gè)輸入端,輸出電壓馬上降(或升)為0V左右。說明電路是好的,能正常傳輸信號(hào)。
4、可以人為改變輸入電壓值,則輸出電壓必定有相應(yīng)變化,可由此判斷放大器是否處于正常狀態(tài)。