LTspice仿真：同相放大与电压跟随器全解析

同相放大器与电压跟随器使用软件LTspice仿真电路电路图如下电路图介绍电源:V1条件 PULSE(0 0.3 0 10u 10m 20m)初始电压 0V 导通电压 0.3V 延迟时间 0s 上升时间 10us 下降时间 10ms 导通时间 20msV2条件 PULSE(0 12 0 100u 10m 20m)初始电压 0V 导通电压 12V 延迟时间 0s 上升时间 100us 下降时间 10ms 导通时间 20ms仿真条件 .tran 0 500u 0 10n startup时域瞬态分析 .tran 仿真起始时间 0us 仿真结束时间 500us 初始绘图输出时间点 0us 最大仿真步长 10ns 电压源、电容、电感从零初始状态上电 startup输入电压0.3V 可模拟输入信号源经过R2与R3分压实际输入LT1677电压 Vin 0.273V运放器为同相放大放大倍率在 11倍 Vout 1 R5 / R4x Vin 0.273 x 11 3.003V经过电压跟随器后ADC处电压为 3.003VVin Vout Vadc对应的电压波形如下元器件作用R1为10Ω串联阻尼限流电阻作用有 3 条限制输入短路、浪涌电流保护运放输入阻尼输入引线寄生 LC 振荡消除采样高频毛刺抖动隔离地环路噪声削弱静电4冲击同时阻值极低不影响采集精度。R2、R3 分压采样网络用于匹配运放输入量程。U1 LT1677 低噪声运算放大器差分比例放大。R4 反向输入端输入匹配电阻与R2阻值对称抵消运放输入偏置电流带来的采集温漂误差。R5 放大反馈电阻决定电路闭环增益同相放大增益公式A 1 R5 / R4 。C2 相位补偿电容 / 高频滤波电容作用有 3 条抑制运放高频自激振荡保证环路稳定旁路高频干扰滤除输入射频、开关电源噪声与 R5 组成一阶 RC 低通限制电路带宽提升采集信噪比。C1 主输出高频去耦电容滤除放大输出尖峰、高频纹波平滑放大后直流电压。U2 LT1677 阻抗隔离缓冲前级 U1 输出阻抗较高ADC 输入有采样电容 / 漏电流直接连接会造成电压跌落跟随器输出阻抗极低驱动能力强隔离 ADC 采样动作对前级放大电路的干扰隔断前后两级地环路防止 ADC 数字噪声倒灌进精密模拟放大电路。R6 ADC滤波限流电阻与 C3 组成 RC 低通滤波同时限制 MCU ADC 内部采集电容瞬时充电电流。C3 ADC 端滤波电容与 R6 构成一阶低通滤波器截止频率 f 1/(2π x R6 x C3)滤除工频、高频杂波送入 ADC 的电压更平滑减少采样跳数波动。补充对称电阻 R2 R4、R3 R5抵消运放输入偏置电流温漂精密采集必备两级 LT1677 分工 U1负责信号放大U2 负责阻抗隔离模拟采集标准架构全回路多处 100pF 小电容逐级高频去耦 相位补偿防止运放自激、采样抖动R1 阻尼电阻小阻值串联抑制 LC 谐振、稳定电压波形。