模拟电路中最常用的基础电路有哪些（下）

如果忽略电容C1的存在，一眼就可以看出来这是典型的比例放大器，输出与输入信号的等式关系是：Vo=-(R2/R1)*Vi，当R2>R1时，输入信号将得到放大。

理想运算放大器的工作原理是“虚短”与“虚断”：

“虚短”--> V-=V+=0V，计算得到流经R1的电流为：I1=(Vi-V-)/R1=Vi/R1。

“虚断”意味着没有电流流入运放，流经R1的电流全部流到R2，到达运放输出Vo。I1=I2; Vi/R1=(0-Vo)/R2 ==>Vo=-(R2/R1)*Vi。

这时，如果把C1与R2并联。根据电容C1“隔直通交”的特性，当输入信号为直流信号时，可以忽略电容C1的存在，输出信号依旧是输入信号一定比例的放大；

当输入信号的频率逐渐增加时，电容的阻抗越来越低，意味着一定频率的信号会通过电容C1直接到达输出端，并没有得到放大。换句话说，超过一定频率的输入信号将会被衰减（屏蔽了比例放大电路的放大作用），所以这是一款低通滤波器，因为运放工作必须被供电，所以也称之为一阶低通有源滤波器。

运算放大器电路是集成电路，内部是三极管放大电路的集合。因为集成运放放大电路的便利性，我们直接使用三极管作为放大电路的场合已经越来越少。不过，在实际产品里，简易的直流电源里三极管还有一定的用武之地。

上图就是一个简易的直流电源电路，输入电压为8V，输出电压为5V，应用的场合为负载电流较小的场合（数十毫安以下）的低成本直流电源电路，选择齐纳管可获得任意的输出电压(Vo=Vz1-Vbe=5.6-0.6=5V)。C1的作用是消除齐纳二极管Z1的噪声，C2用于降低输出阻抗，增强电源的带载能力。

把上面的直流电源电路改进一下，就会得到带载能力增加的电路，如下图：

因为引入了负反馈的机制。运放的特性是“虚短”，所以它始终有动力维持V+=V-，亦即Vout=VR。

再做进一步的变化，得到下图输出电压可以通过R1和R2配置的简易直流电源电路。实际上，这便是集成的线性稳压器的基本模型。

叁

振荡电路

接着上图继续折腾，得到了数控的直流电源电路，如下图：

PWM信号经过由R3和C1组成的一阶低通滤波器，可以得到平稳的参考电平VR。参考电平的幅度与PMW信号的占空比（Ton/T)成正比，所以只要改变PWM信号的占空比便可以获得不同的参考电平VR，继而得到不同的输出电压Vout。

大家对PWM应该都不陌生了，使用单片机，只要简单的编程便可获得PWM信号。下图是基于单片机的数控直流电源电路，其中PWM由单片机直接产生。

基于上图，只要稍加改动便可以应用于电机控制：

上图增加了一个电机的速度反馈信号，这个速度反馈信号可以通过霍尔感应器或者通过光码盘获取。单片机实时读取电机当前的转速，然后调整电机的输入电压，维持电机的速度稳定。

肆

时钟电路

在讲最后一个时钟电路之前，先把今天所学的内容做一个简单的总结，下面这个图就是三个电路的汇总：

这个图可以用做基于单片机的简易的电机速度控制电路，发现了没，我们上面所讲的三种电路就是这个控制电路的基石，有了他们，可以做出很多不同功能的电路。

在上图中，单片机也要工作，那么时钟电路就如同人的心脏，这是单片机得以工作的基础。一般，时钟电路由晶体振荡器、负载电容以及晶振控制电路组成，控制电路一般内置于单片机）。

在设计时钟电路时，我们一般要注意哪些呢？

Q1是晶振，全称是石英晶体振荡器，是一种高精度和高稳定度的振荡器。通过一定的外接电路来，可以生成频率和峰值稳定的正弦波。而单片机在运行的时候，需要一个脉冲信号，做为自己执行指令的触发信号，可以简单的想象为：单片机收到一个脉冲，就执行一次或多次指令。

在内部方式时钟电路中，在单片机的XTAL1和XTAL2引脚两端跨接晶振和两个微调电容构成振荡电路，通常C1和C2一般取30pF，晶振的频率取值在1.2MHz～12MHz之间。对于外接时钟电路，要求XTAL1接地，XTAL2脚接外部时钟，对于外部时钟信号并无特殊要求，只要保证一定的脉冲宽度，时钟频率低于12MHz即可。

硬件设计的基础包含了许多电路，由于时间关系，视频只讲了其中最基础的四种。更多的电路，大家可以在实际项目中学习。