运算放大器、比较器设计指南 第十四版
运算放大器及电压比较器失调电压测试方法的研究
运算放大器及电压比较器失调电压测试方法的研究运算放大器和电压比较器是电子领域中最常用的两种模拟集成电路。
在电路设计和实际应用中,失调电压是衡量这两种器件性能的重要参数。
本文将对运算放大器和电压比较器的失调电压测试方法进行研究,以期为电子工程师提供参考。
一、运算放大器失调电压测试方法1.直流偏置测试法直流偏置测试法是最常见的失调电压测试方法。
该方法通过在运算放大器的同相输入端和反相输入端分别加入相同的直流电压,测量输出端的电压差,从而得到失调电压。
测试步骤如下:(1)将运算放大器配置为同相放大器。
(2)在运算放大器的同相输入端和反相输入端加入相同的直流电压。
(3)测量输出端的电压差,即为失调电压。
2.交流测试法交流测试法主要用于测量运算放大器的动态失调电压。
该方法通过在输入端加入交流信号,测量输出端的电压差,从而得到失调电压。
测试步骤如下:(1)将运算放大器配置为同相放大器。
(2)在运算放大器的同相输入端和反相输入端加入相同的交流信号。
(3)测量输出端的电压差,通过计算得到失调电压。
二、电压比较器失调电压测试方法1.直流偏置测试法电压比较器的失调电压测试方法与运算放大器类似,同样采用直流偏置测试法。
测试步骤如下:(1)将电压比较器的同相输入端和反相输入端分别加入相同的直流电压。
(2)测量输出端的电压差,即为失调电压。
2.交流测试法电压比较器的交流测试法与运算放大器也有所不同。
测试步骤如下:(1)在电压比较器的同相输入端和反相输入端加入相同的交流信号。
(2)测量输出端的电压差,通过计算得到失调电压。
三、总结运算放大器和电压比较器的失调电压测试方法有多种,本文主要介绍了直流偏置测试法和交流测试法。
在实际应用中,工程师需要根据具体需求选择合适的测试方法,以确保电路的性能和稳定性。
同时,了解各种测试方法的优缺点,有助于提高测试的准确性和效率。
需要注意的是,测试过程中应严格控制测试条件,如温度、电源电压等,以确保测试结果的准确性。
第二章集成运算放大器、电压比较器、乘法器
输出与两个输入信号的差值成正比。
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分析方法2:利用叠加原理
减法运算电路可看作是反相比例运算电路与同相
比例运算电路的叠加。
RF
uo
RF R1
ui1
uo
(1
RF R1
)u
+ ui1
–
+ ui2 –
R1 R2
u+
– +
R3
+
+ uo –
(1RF) R3 R1 R2R3
uo –
RF
同相加法运算电路的特点:
1. 输入电阻高;
2. 共模电压高;
ui1
3.
当改变某一路输入电阻时, 对其它路有影响;
ui2
R1 Ri1
– +
+
+ uo –
u o (1R R F 1)R (i1 R i2 R i2u i1R i1 R i1 R i2 Ru i2i2)
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Auf
uo ui
1RF R1
ri
ui ii
ro 0
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结论:
① Auf 为正值,即 uo与 ui 极性相同。因为 ui 加 在同相输入端。
② Auf只与外部电阻 R1、RF 有关,与运放本 身参数无关。
③ Auf ≥ 1 ,不能小于 1 。 ④ u– = u+ ≠ 0 ,反相输入端不存在“虚地”现象。 ⑤ 电压串联负反馈,输入电阻高、输出电阻低,
第二章集成运算放大器、电压 比较器、乘法器
运算放大器和比较器的区别
所有的运算放大器都可用作电压比较器的芯片。
常见的有LM324 LM358 uA741 TL081\2\3\4 OP07 OP27,这些都可以做成电压比较器(不加负反馈)。
LM339、LM393是专业的电压比较器,切换速度快,延迟时间小,可用在专门的电压比较场合,其实它们也是一种运算放大器。
1.最主要的区别是输出结构。
比较器往往是集电极开路输出,这样可以多个比较器的输出并联,构成与门,这叫“线与”。
而运放通常是推挽输出,输出端不能并联。
2.比较器的输出要加上拉电阻,运放的输出不需要加。
3.比较器工作在开环或者正反馈状态,一般不会自激。
运放工作一般工作在负反馈状态,而开环或正反馈的时候需要加补偿电路,否则容易自激。
4.精密运放的开环增益很高,120dB左右。
普通运放和比较器则不是很高,60dB左右。
5.运放工作一般工作在线性状态,内部结构决定了它非线性失真比较小。
比较器工作在开关状态,如果用做线性放大的话,不能保证失真度。
比较器和运放虽然在电路图上符号相同,但这两种器件确有非常大的区别,一般不可以互换,区别如下:1、比较器的翻转速度快,大约在ns数量级,而运放翻转速度一般为us数量级(特殊的高速运放除外)。
2、运放可以接入负反馈电路,而比较器则不能使用负反馈,虽然比较器也有同相和反相两个输入端,但因为其内部没有相位补偿电路,所以,如果接入负反馈,电路不能稳定工作。
内部无相位补偿电路,这也是比较器比运放速度快很多的主要原因。
3、运放输出级一般采用推挽电路,双极性输出。
而多数比较器输出级为集电极开路结构,所以需要上拉电阻,单极性输出,容易和数字电路连接。
补充:比较器工作在非线性条件下,强调的是翻转速度,放大器用于放大,比较注重的是线性.当用比较器作放大时会发现放大输出失真,即使放大负反馈较深也非常明显,而用运放做比较器时,会发现翻转速度不够.运放可以做比较器,同时也可以作为放大器,比较器只能做比较器。
运算放大器的用法
运算放大器的用法运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种重要的电子器件,广泛应用于各种电路中。
它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点,使得它在电子设计中扮演着重要的角色。
下面将介绍一些运算放大器的常见用法。
1. 比较器:运算放大器可以用作比较器,将两个输入信号进行比较,并输出一个高电平或低电平的信号。
这种应用常见于电压比较、开关控制等场景。
2. 放大器:运算放大器最常见的用途是作为信号放大器。
通过调整反馈电阻和输入电阻的比例,可以实现不同的放大倍数。
这种应用广泛用于音频放大、传感器信号处理等领域。
3. 滤波器:运算放大器可以与电容和电感等元件组成滤波电路,实现对特定频率范围内信号的增强或抑制。
这种应用常见于音频滤波、通信系统中的滤波等场景。
4. 仪表放大器:运算放大器可以通过调整反馈网络来实现对输入信号进行精确测量和调节。
这种应用常见于仪器仪表、传感器信号调理等领域。
5. 电压跟随器:运算放大器可以实现输入电压与输出电压一致的功能,即输入电压变化时,输出电压也相应变化。
这种应用常见于自动控制系统、反馈控制等场景。
6. 信号发生器:通过在运算放大器的反馈回路中引入RC网络,可以实现正弦波、方波等不同形式的信号发生。
这种应用常见于测试仪器、音频设备等领域。
总之,运算放大器作为一种重要的电子元件,在各个领域都有广泛的应用。
它的高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点使得它成为了电子设计中不可或缺的工具。
无论是在信号处理、控制系统还是仪表测量等方面,运算放大器都发挥着重要作用,为我们提供了更加精确和稳定的电子系统。
运算放大器可以用作比较器使用
许多人偶尔会把运算放大器当比较器使用。
一般而言,当您只需要一个简单的比较器,并且您在四运算放大器封装中还有一个“多余”的运算放大器时,这种做法是可行的。
只是运算放大器需要相位补偿才能运行,因而把运算放大器用作比较器时其速度会非常低,但是如果对速度要求不高,则运算放大器可以满足需求。
偶尔会有人问到我们运算放大器的这种使用方法,因为他们发现这种方法有时有效,有时却不如人们预期的那样效果好。
为什么会出现这种情况呢?许多运算放大器都在输入端之间有电压钳位,其大多数一般都使用背靠背二极管(有时使用两个或者更多的串联二极管)来实施。
这些二极管保护输入晶体管免受其基极结点反向击穿的损害。
许多IC工艺在差动输入约为6V时便会出现击穿,这会极大地改变或者损坏晶体管。
图1显示了NPN输入级,D1和D2提供了这种保护功能。
图1在大多数常见运算放大器应用中,输入电压均约为零伏,根本无法开启这些二极管。
但是很明显,对于比较器的运行而言,这种保护便成了问题。
在一个输入拖拽另一个输入(以一种讨厌的方式拉其电压)以前,差动电压范围(约0.7V)受限。
尽管如此,我们还是可以把运算放大器用作比较器。
但是,在我们这样做时必须小心谨慎。
在一些电路中,这种做法可能是完全不能接受的。
问题是我们(包括其他运算放大器厂商)并没有总是说明这些钳位的存在,即使有所说明,可能也不会做详细的解释或者阐述。
也许我们应该说:“用作比较器时,请小心谨慎!”产品说明书的作者们通常也只是假设您肯定会把运算放大器当作运算放大器用。
TI在美国亚利桑那州图森产品部召开了一个会议,会议决定,TI以后将会更加清楚地说明这种情况。
但是,现在已经生产出来的运算放大器怎么办呢?下列指导建议可能会对您有所帮助:一般而言,双极NPN晶体管运算放大器都有输入钳位,例如:OP07、OPA227和 OPA277等。
uA741是一个例外,它具有NPN输入晶体管,并且有一些为NPN提供固有保护的附加串联横向PNP。
运算放大器用作比较器的技术要求
2/5
确保逻辑接口电平正确无误的另一种方法是使用AD8036 一类的箝位放大器。箝位放大器具有正负基准端子,当 放大器输出超过或低于正负电压限值时,其输出将被限 制在基准电压的30 mV之内。
+VL +VA
AD8036
LOGIC
–VA
–VL
图6
因此,如果将正负逻辑电源连接到基准输入(放大器电源 位于逻辑电源之外),放大器输出将为逻辑提供安全的驱 动。
OP AMP
LOGIC
图3
06125-002
如果逻辑和运算放大器共用同一电源,轨到轨运算放大器 可成功驱动CMOS和TTL逻辑系列,但是,如果运算放大器 和逻辑采用不同电源,则需在两者之间另外设置接口电 路。注意,这种情况采用于采用±5 V电源的运算放大器, 必须用+5 V电源驱动逻辑;如果施加-5 V电源,则可能损 坏逻辑。
如前所述,当将运算放大器用作比较器时,受饱和影 响,其反应速度低于期望水平。正因为如此,要求通过 用作比较器的运算放大器来驱动发射极耦合逻辑(ECL)的 情况并不多见,因为这种逻辑用于要求最高逻辑速度的 应用。
+VA OP AMP
–VA
R1 R3
R2
图7
ECL LOGIC
–5.2V
但是,出于全面考虑,图7显示的是只用到R1、R2和R3三 个电阻的接口电路。选择这些电阻是为了达到以下目 的:当运算放大器输出达到正限值时,使ECL栅极输入 处的电平为-0.8 V;达到负限值时,则使其电压为-1.6 V。 R1、R2和R3的比率取决于这一要求;电阻的绝对值是在 速度和节能两个指标间作出的权衡。
INPUT
不难想像,在比较器应用中,这并不是个好消息。因此, 对于用作比较器的任何运算放大器来说,必须确保不存在 相位翻转(过去十年生产的多数运算放大器均采用这种设 计),或者采用独特的系统设计方式,以使比较器输入永远 不接近可能产生反相现象的电压范围。
如何设计简单的比较器电路
如何设计简单的比较器电路比较器电路是一种用于将两个电压信号进行比较,并产生输出信号的电路。
在电子领域中,比较器电路被广泛应用于模拟信号处理、数字电路和自动控制系统等领域。
本文将介绍如何设计一种简单的比较器电路。
比较器电路的基本原理是将两个输入电压进行大小比较,并输出相应的电平信号。
比较器电路通常由一个差动放大器和一个输出级组成。
差动放大器负责将输入信号放大,而输出级则根据放大后的结果产生输出信号。
简单的比较器电路可以通过使用运算放大器来实现。
运算放大器是一种具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的放大器。
在比较器电路中,将运算放大器的非反相输入端连接到一个参考电压源,将反相输入端连接到一个待比较的信号源。
当待比较信号的电压高于参考电压时,运算放大器输出高电平;反之,输出低电平。
设计简单的比较器电路需要考虑以下几个要点:1. 选择合适的运算放大器:根据实际需求选择适合的运算放大器。
常用的运算放大器有LM741、TL082等。
需要考虑供电电压范围、增益、带宽等参数。
2. 设置参考电压:参考电压确定了比较器的阈值。
可以使用电位器或分压电路来设置参考电压,使其可以根据需要进行调节。
3. 输入信号处理:待比较信号需要经过一定的预处理,以适应比较器的输入范围。
例如,使用电阻分压将待比较信号的幅值缩小,以确保输入电压不会超过运算放大器的工作范围。
4. 输出信号驱动:比较器的输出信号通常需要驱动其他电路或设备。
在设计中,需要确定输出信号的逻辑电平(高电平或低电平),并选择合适的输出级来实现电平转换和放大。
5. 考虑噪声和漂移:比较器电路在实际应用中需要考虑噪声和漂移的影响。
可以通过添加滤波电路和使用稳定性较好的元件来减小这些影响。
总结起来,设计简单的比较器电路需要选择合适的运算放大器、设置参考电压、预处理输入信号、考虑输出信号驱动和处理噪声漂移等因素。
合理地设计比较器电路可以使其在各种应用场合中正常工作,并满足特定的电压比较需求。
cmos运算放大器和比较器的设计及应用
cmos运算放大器和比较器的设计及应用CMOS运算放大器和比较器是集成电路中常见的两种功能模块,它们在电子设备中的应用非常广泛。
本文将介绍CMOS运算放大器和比较器的设计原理和应用。
我们先来了解一下CMOS运算放大器。
CMOS运算放大器是一种基于互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的放大器,它采用了互补对称的MOS管结构,具有低功耗、高增益、高输入阻抗和良好的共模抑制能力等优点。
CMOS运算放大器通常由差分放大电路和输出级组成。
差分放大电路是CMOS运算放大器的核心部分,它由两个互补对称的差分对(Differential Pair)和负反馈电路组成。
差分放大电路的输入信号通过差分对进行放大,然后经过负反馈电路进行稳定和控制。
通过调整差分对的工作电流和电压偏置,可以实现不同的放大倍数和频率响应。
CMOS运算放大器的应用非常广泛,主要包括模拟信号放大、滤波器设计、电压比较器、ADC/DAC等。
在模拟信号放大方面,CMOS运算放大器可以用于音频放大器、视频放大器、传感器信号放大等。
在滤波器设计方面,CMOS运算放大器可以用于实现低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
在电压比较器方面,CMOS 运算放大器可以用于比较两个电压大小并输出高低电平信号。
在ADC/DAC方面,CMOS运算放大器可以用于模拟信号的采样和转换。
接下来,我们来了解一下CMOS比较器。
CMOS比较器是一种用于比较两个电压大小的电路,它的输出是一个数字信号,表示两个输入信号的大小关系。
CMOS比较器通常由差分放大电路和输出级组成。
差分放大电路是CMOS比较器的核心部分,它由两个互补对和负反馈电路组成。
差分放大电路的输入信号通过差分对进行放大,然后经过负反馈电路进行稳定和控制。
通过调整差分对的工作电流和电压偏置,可以实现不同的比较阈值和响应时间。
CMOS比较器的应用非常广泛,主要包括电压比较、模拟信号判别、开关控制等。
在电压比较方面,CMOS比较器可以用于比较两个电压的大小并输出高低电平信号。
运算放大器
运算放大器(英语:Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP、运放)是一种直流耦合,差模(差动模式)输入、通常为单端输出(Differential-in, single-ended output)的高增益(gain)电压放大器,因为刚开始主要用于加法,减法等模擬运算电路中,因而得名。
通常使用运算放大器时,会将其输出端与其反相输入端(inverting input node)连接,形成一负反馈(negative feedback)组态。
原因是运算放大器的电压增益非常大,范围从数百至数万倍不等,使用负反馈方可保证电路的稳定运作。
但是这并不代表运算放大器不能连接成正反馈(positive feedback)组态,相反地,在很多需要产生震荡信号的系统中,正反馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。
运算放大器有许多的规格参数,例如:低频增益、单位增益频率(unity-gain frequency)、相位边限(phase margin)、功耗、输出摆幅、共模抑制比(common-mode rejection ratio)、电源抑制比(PSRR,power-supply rejection ratio)、共模输入范围(input common mode range)、电压摆动率(slew rate)、输入偏移电压(input offset voltage,又译:失调电压)、还有噪声等。
目前运算放大器广泛应用于家电,工业以及科学仪器领域。
一般用途的集成电路运算放大器售价不到一美元,而现在运算放大器的设计已经非常可靠,输出端可以直接短路到系统的接地端(ground)而不至于被短路电流(short-circuit current)破坏。
目录[隐藏]∙ 1 运算放大器的历史∙ 2 运算放大器的基础o 2.1 电路符号o 2.2 理想运算放大器的操作原理▪ 2.2.1 开回路组态▪ 2.2.2 负反馈组态▪ 2.2.2.1 反相闭回路放大器▪ 2.2.2.2 非反相闭回路放大器▪ 2.2.3 正反馈组态∙ 3 实际运算放大器的局限o 3.1 直流的非理想问题▪ 3.1.1 有限的开回路增益▪ 3.1.2 有限的输入阻抗▪ 3.1.3 大于零的输出阻抗▪ 3.1.4 大于零的输入偏压电流▪ 3.1.5 大于零的共模增益o 3.2 交流的非理想问题o 3.3 非线性的问题o 3.4 功率损耗的考量∙ 4 在电路设计中的应用∙ 5 直流特性∙ 6 交流特性∙7 运算放大器的应用∙8 741运算放大器的内部结构o8.1 电流镜与偏压电路o8.2 差分输入级o8.3 增益级o8.4 输出级∙9 CMOS运算放大器的内部结构∙10 其他应用∙11 参见∙12 参考资料与附注∙13 外部链接[编辑]运算放大器的历史第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成,这个放大器可以执行加与减的工作。
运算放大器分类
运算放大器分类运算放大器是一种基本的模拟电路元件,广泛应用于各种电子设备中。
根据其不同的性质和功能,可以将运算放大器分为几类。
1.差分放大器差分放大器是一种基本的运算放大器,主要用于实现信号放大和滤波。
它的输入端有两个,可以将两个输入信号进行差分运算,输出差分信号的放大结果。
差分放大器具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点,适用于放大微弱信号和抑制噪声干扰。
2.反馈放大器反馈放大器是一种将一部分输出信号反馈到输入端的运算放大器。
反馈放大器可以实现信号放大、滤波、稳压等功能,还可以提高放大器的线性度和稳定性。
根据反馈方式的不同,反馈放大器可以分为正反馈和负反馈两种。
其中,负反馈放大器最为常见,可以减小放大器的失调、漂移和噪声,提高放大器的性能和可靠性。
3.比较器比较器是一种将两个输入信号进行比较,输出高低电平的运算放大器。
比较器可以用于电压比较、信号检测、门电路等方面。
根据比较器的输出类型,可以将其分为开关型比较器和线性比较器两种。
其中,开关型比较器输出只有两种状态,常用于数字电路中的逻辑运算;线性比较器输出具有连续的电平变化,常用于模拟电路中的信号处理。
4.积分放大器积分放大器是一种将输入信号进行积分运算后输出的运算放大器。
积分放大器可以用于实现信号积分、微分和低通滤波等功能,还可以提高放大器的稳定性和线性度。
与差分放大器相比,积分放大器的输入阻抗较低,输出阻抗较高,适用于高精度的信号处理和控制系统中。
5.微分放大器微分放大器是一种将输入信号进行微分运算后输出的运算放大器。
微分放大器可以用于实现信号微分、高通滤波和波形恢复等功能,还可以提高放大器的线性度和稳定性。
与积分放大器相比,微分放大器的输入阻抗较高,输出阻抗较低,适用于高速信号处理和控制系统中。
运算放大器是一种非常重要的电子元件,在各种电子设备中都有广泛的应用。
根据其不同的性质和功能,可以将运算放大器分为差分放大器、反馈放大器、比较器、积分放大器和微分放大器等几类。
运算放大器基本知识
运算放大器基本知识运算放大器基本知识一、引言在现代电子技术领域,运算放大器是一种广泛应用的重要电路元件。
它具有高输入阻抗、低输出阻抗、可变增益和线性放大等特点,在信号处理、自动控制、仪器仪表以及通信等领域都扮演着举足轻重的角色。
本文将从运算放大器的分类、基本原理和应用等方面进行介绍,希望读者可以对运算放大器有一个全面的了解。
二、运算放大器的类别根据运算放大器的基本结构和性质,可以将其分为两大类别:开环运算放大器和闭环运算放大器。
1. 开环运算放大器开环运算放大器是指将输入信号直接送入放大器的输入端口,而输出信号则从放大器的输出端口取出的一种极简化模型。
在此模型中,放大器没有任何反馈电路,因此其输入阻抗较高,输出阻抗较低,增益较大。
只是由于放大器的增益不稳定,无法满足一些实际应用的要求,因此常常需要通过反馈电路来稳定其增益。
2. 闭环运算放大器闭环运算放大器是在开环运算放大器基础上加入了反馈电路,并将输出信号的一部分反馈给输入端口的一种信号放大器。
闭环运算放大器利用反馈电路来精确控制其增益和频率响应,因此具有更好的稳定性和线性特性。
其应用范围较广泛,是我们日常生活中常见的放大器类型。
三、运算放大器的基本原理运算放大器的基本原理是通过差分输入信号对输入信号进行放大和处理。
它由两个输入端口(非反相端口和反相端口)、一个输出端口和一个电源端口组成。
1. 差分输入差分输入是指在运算放大器的非反相输入端口和反相输入端口之间所提供的输入信号。
当在非反相端口输入正电压信号,反相端口输入负电压信号时,差分输入就产生了。
差分输入是运算放大器放大和处理信号的关键所在,差分输入的大小和极性决定着输出信号的变化。
2. 开环增益开环增益是指运算放大器在没有反馈电路作用下的增益。
根据运算放大器的特性,其开环增益一般较大,通常可达几千至几百万倍。
3. 反馈反馈是指将部分输出信号送回至输入端口,以调节放大器的增益和稳定其性能的一种电路。
运算放大器设计.ppt
40~8 仪表放 3.05
5
大器
8PDIP 精密,
0
50
0.5
12 0
5
8
9
0. 7
4. 5
36
/40~8
低功耗 USD 仪表放 4.95
5
大器
0.0 02
50+ 500/ G
5+2 0/G
12 0
5
8
9
PDIP- 精密低
0. ± ±2. 8/-
功耗仪 USD
7 18 25
40~8 表放大 3.05
7、低噪声运放电路 噪声模型
手册已知OP的宽带噪声输入电压密度 ER R/8(nV/ Hz)
输入电流噪声密度
En(nV/ Hz)
给定电阻阻值。
计算按照上述方式的噪声电压
计算方法:1)找到EN
ENT ENEI ER 222
2)计算噪声电流在电阻上的 噪声电压EI=INxR
3)计算电阻热噪声 E n
4 .2 n V /
Hz
1K R1 // R 2
1n V / 4nV
Hz
/
Hz
VOUT
E NT G N
1 3
V RM S
BW
4 .2 1 0 1
1000 H z
No Image
PDIP8/40~8 5
单电源, 微功耗, 仪表运 算放大 器
USD 2.10
0.0 02
250
3
83 25
பைடு நூலகம்
35
160
0. ± ±1. 18 18 35
PDIP8/40~8 5
微功耗 仪表放 大器
USD 1.40
如何正确连接并使用电子电路中的运算放大器
如何正确连接并使用电子电路中的运算放大器运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP)是电子电路中常见的一种器件,用于放大电压和信号。
它在各种电子设备中广泛应用,包括放大器、滤波器、比较器、振荡器等。
本文将详细介绍如何正确连接并使用电子电路中的运算放大器。
1. 运算放大器的基本原理运算放大器是一种差分放大器,它由多个晶体管组成。
它有两个输入端,即非反相输入端(+)和反相输入端(-),以及一个输出端。
在理想情况下,运算放大器具有无限的输入阻抗、无限的增益和无限的带宽。
在实际应用中,我们需要根据具体需求进行合理的连接和使用。
2. 连接运算放大器为了正确连接运算放大器,我们需要注意以下几点:(1) 电源连接:运算放大器通常需要正负两个电源供电,简称双电源。
将正电源连接到VCC+引脚,将负电源连接到VCC-引脚。
这样可以确保运算放大器在工作时正常供电。
(2) 地引脚连接:运算放大器的地引脚一般标记为GND,需要将其连接到电路的地点,以确保同一电位。
(3) 输入引脚连接:将信号源连接至运算放大器的非反相输入端(+),将被放大的信号连接至反相输入端(-)。
根据具体应用,可以通过电阻网络对输入端进行偏置和调整。
3. 使用运算放大器在正确连接运算放大器后,我们可以根据实际需求进行使用。
以下是一些常见的使用方式:(1) 放大器:将运算放大器连接为非反相放大器或反相放大器,通过调整输入信号和反馈电阻的比例,可以实现不同的放大倍数。
(2) 求和器:通过将多个输入信号连接到运算放大器的不同输入端,可以实现输入信号的求和。
(3) 比较器:将运算放大器配置为比较器,可以用于检测信号的阈值,并产生相应的输出信号。
(4) 滤波器:结合电容和电阻等元件,可以将运算放大器连接为滤波器,实现对特定频率范围的信号放大或削弱。
4. 注意事项在使用运算放大器时,需要注意以下几点:(1) 电源稳定性:运算放大器对电源稳定性要求较高,因此应选择稳定性较好的电源并进行适当滤波。
几种运算放大器(比较器)及经典电路的简单分析
运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,是模拟电路中学习的重点。
在分析它的工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。
为此本人特搜罗天下运放电路之应用,来个“庖丁解牛”,希望各位从事电路板维修的同行,看完后有所斩获。
遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一个反向放大器,然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了!偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者,结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!其它专业毕业的更是可想而知了。
今天,芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。
虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。
因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚假开路,简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
在分析运放电路工作原理时,首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你,让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。
集成运算放大器教案
集成运算放大器教案第一章:集成运算放大器的概述1.1 教学目标1. 了解集成运算放大器的基本概念;2. 掌握集成运算放大器的主要参数;3. 理解集成运算放大器的作用和应用。
1.2 教学内容1. 集成运算放大器的定义;2. 集成运算放大器的主要参数;3. 集成运算放大器的作用和应用。
1.3 教学方法1. 讲授法:讲解集成运算放大器的概念、参数和作用;2. 案例分析法:分析集成运算放大器在实际电路中的应用。
1.4 教学步骤1. 引入:讲解集成运算放大器的定义;2. 讲解:介绍集成运算放大器的主要参数;3. 应用:分析集成运算放大器的作用和应用;4. 总结:强调集成运算放大器在电路设计中的重要性。
第二章:集成运算放大器的电路符号与性质2.1 教学目标1. 掌握集成运算放大器的电路符号;2. 理解集成运算放大器的主要性质;3. 学会分析集成运算放大器的基本电路。
2.2 教学内容1. 集成运算放大器的电路符号;2. 集成运算放大器的主要性质;3. 集成运算放大器的基本电路分析。
2.3 教学方法1. 讲授法:讲解集成运算放大器的电路符号和性质;2. 示例分析法:分析集成运算放大器的基本电路。
2.4 教学步骤1. 引入:讲解集成运算放大器的电路符号;2. 讲解:介绍集成运算放大器的主要性质;3. 分析:分析集成运算放大器的基本电路;4. 总结:强调集成运算放大器性质在电路分析中的应用。
第三章:集成运算放大器的应用之一——放大器电路3.1 教学目标1. 掌握放大器电路的基本原理;2. 学会设计放大器电路;3. 了解放大器电路的应用。
3.2 教学内容1. 放大器电路的基本原理;2. 放大器电路的设计方法;3. 放大器电路的应用。
1. 讲授法:讲解放大器电路的基本原理;2. 设计实践法:指导学生设计放大器电路;3. 案例分析法:分析放大器电路的应用。
3.4 教学步骤1. 引入:讲解放大器电路的基本原理;2. 设计:指导学生设计放大器电路;3. 应用:分析放大器电路在实际电路中的应用;4. 总结:强调放大器电路在电路设计中的重要性。
运算放大器及其应用
第一节 员工的培训管理
一、员工培训基本理论
1.员工培训的含义
员工培训是指企业为了实现其战略发展目 标,满足培养人才、提升员工职业素质的 需要,采用各种方法对员工进行有计划的 教育、培养和训练的活动过程。
2.员工培训的原则
(1)学用一致原则。
(2)按需培训原则。 (3)多样性培训原则。
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第二节 负反馈放大器
二、负反馈放大器的四种组态
图8-9 (c)所示电路,从输入端看,净输入id=ii-if,因此是并 联反馈。由虚地可看出Rf与R相当于并联的关系,所以反馈 量if=-Rio/(Rf+R)>0(由图中io的实际方向可知,io<0),因此既 是负反馈,又是电流反馈。综上所述,反馈组态为电流并联 负反馈。
输出级与负载相接,要求其输出电阻低,带负载能力强, 一般由互补对称电路或射极输出器组成
偏置电路的作用是为上述各级电路提供稳定和合适的偏置 电流,决定各级的静态工作点。
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第一节 集成运算放大器
三、集成运算放大器的主要参数
开环电压放大倍数Auo 指运放在无外加反馈情况下的空载 电压放大倍数
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第三节 运算放大器的线性和非线性 应用
一、运放的线性应用
1.信号运算电路 (1)同相比例运算 图8-15 (a)为同相比例运算电路,信号ui
运算放大器的实验报告
运算放大器的实验报告运算放大器的实验报告引言:运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种重要的电子器件,广泛应用于电路设计和信号处理中。
本实验旨在通过实际搭建电路和测量数据,深入了解运算放大器的原理和特性,并验证其在电路设计中的应用。
一、实验目的本实验的主要目的有以下几个方面:1. 理解运算放大器的基本工作原理;2. 掌握运算放大器的输入输出特性;3. 熟悉常见的运算放大器电路应用。
二、实验仪器和材料1. 运算放大器芯片;2. 电阻、电容等基本电子元件;3. 示波器、函数信号发生器等实验设备。
三、实验步骤1. 搭建基本的运算放大器电路,包括反馈电阻、输入电阻等;2. 连接示波器和函数信号发生器,调节函数信号发生器的频率和振幅;3. 测量运算放大器的输入电压和输出电压,并记录数据;4. 分析实验数据,绘制输入输出特性曲线和增益曲线。
四、实验结果与分析通过实验测量得到的数据,我们可以得出以下结论:1. 运算放大器具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗,能够有效放大输入信号;2. 在线性范围内,运算放大器输出电压与输入电压成正比,增益稳定;3. 当输入信号超出运算放大器的工作范围时,输出电压将出现失真。
五、实验应用运算放大器在电路设计中有广泛的应用,以下是几个常见的例子:1. 比较器:利用运算放大器的输入特性,可以将其作为比较器使用,用于判断两个电压的大小关系;2. 滤波器:通过调整运算放大器的反馈电阻和电容,可以搭建低通、高通、带通等滤波器电路;3. 信号放大器:将运算放大器作为信号放大器使用,可以放大微弱信号,提高信号质量。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了运算放大器的原理和特性,掌握了运算放大器的基本应用。
实验结果表明,在电路设计中,运算放大器是一种非常重要且常用的器件,能够实现信号放大、滤波、比较等功能。
然而,我们也要注意运算放大器的工作范围和输入输出特性,避免出现失真和不稳定的情况。
运算放大器可以用作比较器使用
运算放大器可以用作比较器使用运算放大器(Operational Amplifier,简称 Op Amp)是一种集成电路,具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点,广泛应用于电子电路中。
除了作为放大器使用外,运算放大器还可以很好地用作比较器,具有很高的灵敏度和准确性,适用于各种比较应用。
运算放大器作为比较器使用时,可以实现对输入信号进行比较,并根据比较结果输出不同的电平。
在比较器应用中,通常将运算放大器的正输入端(非反相输入端)接到一个参考电压,将负输入端(反相输入端)接到待比较的输入信号。
通过控制运算放大器的反馈电路,可以实现不同的输出状态。
下面将详细介绍运算放大器作为比较器使用的特点和应用。
1.比较阈值的确定运算放大器比较器的一个重要参数是比较阈值,即当输入信号超过或低于一些电压阈值时,比较器将输出不同的电平。
可以通过调整运算放大器输入端的参考电压来设置比较阈值。
通常,如果参考电压较高,当输入信号电压高于参考电压时,比较器输出高电平;如果参考电压较低,当输入信号电压低于参考电压时,比较器输出高电平。
2.运放的电压饱和运算放大器比较器的输出通常是数字信号,即高电平和低电平,但运算放大器的输出是连续的。
在比较器工作时,需要注意运放的电压饱和现象。
当输出电压达到运放的正最大输出电压(一般为供电正电压)时,比较器输出高电平;当输出电压达到运放的负最大输出电压(一般为供电负电压)时,比较器输出低电平。
3.反馈电路的配置运放的反馈电路对比较器的性能起着重要作用。
通常有两种反馈方式:正反馈和负反馈。
正反馈:将比较器输出端的信号通过一个放大增益大于1的放大器返回给比较器的负输入端。
这样,在比较器输出电平稳定之前,输出电压会迅速饱和至高电平或低电平,提高了输出电平的上升或下降速度。
正反馈可用于快速比较应用,如时钟信号的锁相环。
负反馈:将比较器输出端与输入端形成反馈,使比较器在输出电平稳定时保持在非饱和状态,提高比较器的性能。
电路中的运算放大器有哪些常见应用
电路中的运算放大器有哪些常见应用运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP)是电路设计中常用的一种基本器件,由于具有高增益、低失真、宽带宽等优点,因此在各种电路应用中得到广泛应用。
本文将介绍电路中运算放大器的常见应用。
一、模拟计算器模拟计算器是运算放大器最常见的应用之一。
运算放大器可以模拟基本的算术运算,如加法、减法、乘法和除法。
通过使用不同的运算放大器电路,可以实现多种复杂的运算操作,如求根、对数计算等。
模拟计算器在科学、工程等领域中有着广泛的应用,可以用于各种计算和测量工作。
二、滤波器运算放大器还常用于滤波器电路中。
滤波器可以根据信号频率的不同,选择性地通过或抑制特定频率的信号。
运算放大器作为滤波器电路中的核心部件,可以实现低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等多种滤波功能。
滤波器在音频设备、通信系统、调频调幅系统等领域中得到广泛应用。
三、信号放大器运算放大器还常用于信号放大器电路中。
信号放大器可以将微弱的输入信号放大到一定的幅度,以便后续电路进行处理。
运算放大器具有高增益和低失真的特点,非常适合用作信号放大器。
信号放大器在音频设备、传感器放大、生物医学设备等领域中得到广泛应用。
四、比较器运算放大器还可以用作比较器。
比较器是一种电路,用于比较两个输入信号的大小,并输出一个相应的逻辑电平。
运算放大器在比较器电路中可以实现不同类型的比较操作,如大于、小于和等于。
比较器广泛应用于电压检测、电压比较、电流检测等领域,常见的应用包括电压比较器、开关控制器等。
五、积分器和微分器运算放大器还可以用作积分器和微分器。
积分器可以将输入信号进行积分,得到对应的输出信号。
微分器可以将输入信号进行微分,得到对应的输出信号。
积分器和微分器在控制系统和信号处理中有着重要的应用,例如电机驱动、传感器信号处理等。
六、参考电压源运算放大器还可以用作参考电压源。
参考电压源是一种固定的电压输出,用于提供稳定的参考电平。
电路中的运算放大器及其应用
电路中的运算放大器及其应用电路是现代科技的基石,而其中的运算放大器更是电路中的重要组成部分。
运算放大器是一种特殊的电子放大器,具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
它被广泛应用于各种电子设备中,包括计算机、音频设备、医疗仪器等。
在电路中,运算放大器有三个主要引脚,即非反馈输入端(负输入端)、反馈输入端(正输入端)和输出端。
当输入信号加在非反馈输入端上时,运算放大器会自动调整输出信号来使非反馈输入端和反馈输入端之间的电势差为零,这种特性被称为"虚拟接地"。
通过这个特性,运算放大器能将信号放大,并且因为输入阻抗很高,可以减少对输入信号源的影响。
运算放大器广泛应用于电路中的各种功能模块,其中包括比较器、积分器、微分器等。
比较器是一种将输入信号与参考电平进行比较的电路,常用于模拟信号的数字化处理。
通过运算放大器的高增益特性,比较器可以非常准确地判断输入信号与参考电平的关系,并输出相应的高或低电平。
积分器和微分器则用于对输入信号进行积分和微分运算。
积分器将输入信号进行积分运算,输出信号为输入信号在一定时间内的累积效果。
而微分器则将输入信号进行微分运算,输出信号为输入信号的变化率。
这两个功能模块在信号处理和控制系统中起到了重要作用,例如在机器人控制和自动驾驶系统中,往往需要对输入信号进行积分和微分运算来实现精确的控制。
除了基本的功能模块,运算放大器还可以用于实现其他高级的功能,例如滤波器和振荡器。
滤波器可用于滤除输入信号中的特定频率成分,常用于音频设备和通信系统中。
振荡器则可用于产生稳定的高频信号,常用于射频发射器和天线驱动器等应用中。
尽管运算放大器具有广泛的应用领域,但在实际应用中也存在一些考虑因素。
首先,运算放大器对电源电压有一定的要求,因此在设计电路时需要考虑到电源电压的稳定性和可靠性。
其次,运算放大器的输入和输出范围也有一定限制,需要根据具体的应用场景进行合适的选择。
总之,运算放大器是电路中的重要组成部分,能够实现信号的放大、比较、积分、微分、滤波和振荡等功能。