运算放大器

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运算放大器常见指标及重要特性

运算放大器常见指标及重要特性

运算放大器常见指标及重要特性运算放大器是一种电子放大器,用于放大微弱电信号。

它是现代电子系统中的关键组件之一,广泛应用于各种电路中,如音频放大器、通信电路、仪器仪表、运算放大电路等。

了解运算放大器的常见指标和重要特性对于正确选择和应用运算放大器至关重要。

下面是关于运算放大器常见指标和重要特性的详细介绍。

1.常见指标(1)增益:运算放大器的增益是指输入信号和输出信号之间的放大倍数。

运算放大器的增益通常用电压增益来表示,即输出电压与输入电压之比。

(2)输入阻抗:运算放大器的输入阻抗是指输入端对外界电路的负载特性,也就是输入电路对外界电路之间的阻抗。

输入阻抗越大,对外界电路的负载影响越小。

(3)输出阻抗:运算放大器的输出阻抗是指输出端对外界电路的负载特性,也就是输出电路对外界电路之间的阻抗。

输出阻抗越小,对外界电路的阻抗匹配越好。

(4)带宽:运算放大器的带宽是指在指定的增益范围内,能够传递的频率范围。

带宽越大,运算放大器能够传递的高频信号越多。

(5)零点抵消:运算放大器的零点抵消是指在输出电压为零时,输入电压不为零的情况下,输出电压的漂移量。

零点抵消越好,运算放大器的精度越高。

2.重要特性(1)运算精度:运算放大器的运算精度是指在给定的测量条件下,输出结果与实际值之间的偏差大小。

运算精度越高,运算放大器输出的信号越准确。

(2)稳定性:运算放大器的稳定性是指在不同工作条件下,输出信号的稳定程度。

稳定性越好,运算放大器的输出信号波动越小。

(3)噪声:运算放大器的噪声是指在运放输入端产生的不可避免的电压或电流波动。

噪声越小,运算放大器的信噪比越高。

(4)温度漂移:运算放大器的温度漂移是指在温度变化的情况下,输出信号的稳定程度。

温度漂移越小,运算放大器的性能越稳定。

(5)电源电压范围:运算放大器的电源电压范围是指能够正常工作的电源电压范围。

电源电压范围越大,运算放大器的适用范围越广。

(6)输入偏置电流:运算放大器的输入偏置电流是指在没有输入信号的情况下,输入端电流的大小。

运算放大器参数详解

运算放大器参数详解

运算放大器参数详解运算放大器(通常简称为运放)是一种广泛应用于模拟信号处理领域的电子器件。

它被广泛应用于各种不同的电子设备中,包括音频放大器、模拟电路、数字电路等。

以下是对运算放大器参数的详细解释:1. 带宽增益乘积:这是运算放大器的一个重要指标,它等于开环带宽与开环增益的乘积。

这个参数可以用来估算运放在高频应用中的性能。

2. 开环增益:开环增益是运算放大器在没有反馈的情况下,输入电压与输出电压之比。

这是一个衡量运放放大能力的参数。

3. 最大差模输入电压:这是指运放可以接受的最大差分输入电压。

超过这个电压,运放可能会被损坏。

4. 最大共模输入电压:这是指运放可以接受的最大共模输入电压。

超过这个电压,运放可能会被损坏。

5. 最大输出电压:这是指运放在安全工作范围内可以输出的最大电压。

超过这个电压,运放可能会被损坏。

6. 电源电压范围:这是指运放正常工作所需的最小和最大电源电压。

低于最小电压,运放可能无法正常工作;高于最大电压,运放可能会被损坏。

7. 功耗:这是指运放在正常工作条件下消耗的功率。

这是一个重要的环保指标,因为电子设备的功耗直接影响到其热量产生和能源消耗。

8. 输入阻抗:这是指运放在没有反馈的情况下,输入端的电阻抗。

这个参数可以影响运放在特定应用中的性能。

9. 输出阻抗:这是指运放在没有反馈的情况下,输出端的电阻抗。

这个参数可以影响运放在特定应用中的性能。

10. 带宽增益乘积与最大带宽:带宽增益乘积是指运算放大器在特定频率下达到特定增益所需的带宽,通常以Hz为单位表示。

最大带宽是指运放在不失真的情况下可以处理的最高频率信号。

这两个参数共同决定了运算放大器处理高频信号的能力。

11. 建立时间:这是指运算放大器从启动到达到最终输出值所需的时间。

这个参数对于需要快速响应的电路设计来说非常重要。

12. 失调电压:这是指运算放大器在没有输入信号的情况下,输出端的直流偏置电压。

这个参数可能会对电路的直流性能产生影响。

运算放大器

运算放大器

b、vn=vf=R1vo/(R1+R2)作用在反相输入端“-”,vf表 示反馈电压。
2-15
2.3.1 同相放大电路
2、负反馈基本概念
vp (+) +
+
_
vi_ vn (+) R2
R1
(+) vp 1
Avo(vp-vn)
(+)
vo
+
++
4 v_id
+
_
_
(+) vo
25
vi_ 3 vn
R2
iR=vn/R1
2.3.2 反相放大电路
例2.3.2 将反相放大电路中的电阻R2用T型网络代
替,如下图所示。(2)该电路作为话筒的前置放大
电路,若选R1=51KΩ, R1= R2 =390KΩ,当vo=-
100vi时,求R4。
R2 v4 R3
M
i2 i4 R4 i3
vi R1 in _
n
i1 ip
vo
p+
解:(2)当R1=51KΩ, R1= R2 =390KΩ,Av=-100,有
Rs 100kΩ + vs_
+ v_o
RL
1kΩ
信号源
负载
(a)
vn _
Rs vp + + 100kΩ vs_
信号源
(b)
+ v_o
RL
1kΩ
负载
(a)
vo
RL RS RL
vs
1 100 1 vs
0.01vs
(b)
v o
v n
v p
v s

运算放大器基本原理及应用

运算放大器基本原理及应用

运算放大器基本原理及应用一. 原理(一) 运算放大器1.原理运算放大器是目前应用最广泛的一种器件;当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时;可以灵活地实现各种特定的函数关系..在线性应用方面;可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路..运算放大器一般由4个部分组成;偏置电路;输入级;中间级;输出级..图1运算放大器的特性曲线 图2运算放大器输入输出端图示图1是运算放大器的特性曲线;一般用到的只是曲线中的线性部分..如图2所示..U -对应的端子为“-”;当输入U -单独加于该端子时;输出电压与输入电压U -反相;故称它为反相输入端..U +对应的端子为“+”;当输入U +单独由该端加入时;输出电压与U +同相;故称它为同相输入端..输出:U 0= AU +-U - ; A 称为运算放大器的开环增益开环电压放大倍数.. 在实际运用经常将运放理想化;这是由于一般说来;运放的输入电阻很大;开环增益也很大;输出电阻很小;可以将之视为理想化的;这样就能得到:开环电压增益A ud =∞;输入阻抗r i =∞;输出阻抗r o =0;带宽f BW =∞;失调与漂移均为零等理想化参数..2.理想运放在线性应用时的两个重要特性输出电压U O 与输入电压之间满足关系式:U O =A ud U +-U -;由于A ud =∞;而U O 为有限值;因此;U +-U -≈0..即U +≈U -;称为“虚短”..由于r i =∞;故流进运放两个输入端的电流可视为零;即I IB =0;称为“虚断”;这说明运放对其前级吸取电流极小..上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则;可简化运放电路的计算.. 3. 运算放大器的应用 1比例电路所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路;比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路.. a 反向比例电路反向比例电路如图3所示;输入信号加入反相输入端:图3反向比例电路电路图对于理想运放;该电路的输出电压与输入电压之间的关系为:为了减小输入级偏置电流引起的运算误差;在同相输入端应接入平衡电阻R ’=R 1 // R F ..输出电压U 0与输入电压U i 称比例关系;方向相反;改变比例系数;即改变两个电阻的阻值就可以改变输出电压的值..反向比例电路对于输入信号的负载能力有一定的要求.. b 同向比例电路同向比例电路如图4所示;跟反向比例电路本质上差不多;除了同向接地的一段是反向输入端:图4 同相比例电路电路图它的输出电压与输入电压之间的关系为:; R’=R 1 // R F只要改变比例系数就能改变输出电压;且U i 与U 0的方向相同;同向比例电路对集成运放的共模抑制比要求高.. c 差动比例电路差动比例电路如图5所示;输入信号分别加在反相输入端和同相输入端:图5 差动比例电路电路图其输入和输出的关系为:i1f O U R R U -=i1fO )U R R (1U +=可以看出它实际完成的是:对输入两信号的差运算.. 2和/差电路 a 反相求和电路其电路图如图6所示输入端的个数可根据需要进行调整:图6 反相求和电路图其中电阻R'满足:它的输出电压与输入电压的关系为:它的特点与反相比例电路相同;可以十分方便的通过改变某一电路的输入电阻;来改变电路的比例关系;而不影响其它支路的比例关系.. b 同相求和电路其电路如图7所示输入端的个数可根据需要进行调整:图7 同向求和电路图它的输出电压与输入电压的关系为:它的调节不如反相求和电路;而且它的共模输入信号大;因此它的应用不很广泛.. c 和差电路其电路图如图8所示;此电路的功能是对U i1、U i2进行反相求和;对U i3、U i4进行同相求和;然后进行的叠加即得和差结果..图8 和差电路图它的输入输出电压的关系是:由于该电路用一只集成运放;它的电阻计算和电路调整均不方便;因此我们常用二级集成运放组成和差电路..它的电路图如图9所示:图9 二级集成和差电路图它的输入输出电压的关系是:⎪⎪⎭⎫⎝⎛--+=22114433f 0R U R U R U R U R U i i i i它的后级对前级没有影响采用理想的集成运放;它的计算十分方便.. 3 积分电路和微分电路 a 积分电路其电路图如图10所示:它是利用电容的充放电来实现积分运算;可实现积分运算及产生三角波形等..图10 积分电路图它的输入、输出电压的关系为:其中: 表示电容两端的初始电压值.如果电路输入的电压波形是方形;则产生三角波形输出.. b 微分电路微分是积分的逆运算;它的输出电压与输入电压呈微分关系..电路如图11所示:图11 微分电路图R u -=0它的输入、输出电压的关系为: 4 对数和指数运算电路 a 对数运算电路对数运算电路就是是输出电压与输入电压呈对数函数..我们把反相比例电路中Rf 用二极管或三级管代替级组成了对数运算电路..电路图如图12所示:图12 对数运算电路它的输入、输出电压的关系为也可以用三级管代替二极管: b 指数运算电路指数运算电路是对数运算的逆运算;将指数运算电路的二极管三级管与电阻R 对换即可..电路图如13所示:图13 指数运算电路它的输入、输出电压的关系为: 利用对数和指数运算以及比例;和差运算电路;可组成乘法或除法运算电路和其它非线性运算电路..二无源滤波电路0101=+-=⎰t c t t i u dt u RC u r iu u S I u Re 0-=滤波电路的作用:允许规定范围内的信号通过;而使规定范围之外的信号不能通过..滤波电路的分类:低通滤波器:允许低频率的信号通过;将高频信号衰减; 高通滤波器:允许高频信号通过;将低频信号衰减;带通滤波器:允许一定频带范围内的信号通过;将此频带外的信号衰减; 带阻滤波器:阻止某一频带范围内的信号通过;允许此频带以外的信号衰减;仅由无源元件电阻、电容、电感组成的滤波电路;为无源滤波电路..它有很大的缺陷如:电路小;能力差等..为此我们要学习有源滤波电路.. 三有源滤波电路有源滤波器是指利用放大器、电阻和电容组成的滤波电路;可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面..但因受运算放大器频带限制;这种滤波器主要用于低频范围..1一阶有源低通滤波器其电路如图14-a 所示;它是由一级RC 低通电路的输出再接上一个同相输入比例放大器构成; 幅频特性如图14-b 所示; 通带以外以dB 20-/十倍频衰减:图14-a 一阶有源低通滤波电路 图14-b 一阶有源低通幅频特性该电路的传递函数为: 式中RC 10=ω称为截止角频率;传递函数的模为2)(1)(o vo v A j A ωωω+=幅角为00arctg ωωϕ-=)(.. 2二阶有源滤波电路为了使输出电压以更快的速率下降;以改善滤波效果;再加一节RC 低通滤波环节;称为二阶有源滤波电路..它比一阶低通滤波器的滤波效果更好..二阶有源滤波器的典型结构如图15所示:图15 二阶有源滤波器典型结构 图中;Y 1~Y 5为导纳;考虑到U P =U N ;可列出相应的节点方程式为: 在节点A 有: 在节点B 有: 联立以上二等式得:考虑到: 则:AS 即是二阶压控电压源滤波器传递函数的一般表达式..只要适当选择Y i i =1~5;就可以构成低通、高通、带通等有源滤波器..)(ba aO N P R R R U U U +=≈。

运算放大器的原理及特性

运算放大器的原理及特性

运算放大器的原理及特性
运算放大器(Operational Amplifier,简称Op Amp)是一种电子器件,通常用于放大电压信号或处理模拟电路中的信号。

它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、大共模抑制比和无穷大的带宽等特性,被广泛应用于模拟电路中。

运算放大器的基本原理是利用内部的共尺极放大器和外部的反馈电路,将输入信号放大到所需的幅度,并输出给后续电路。

运算放大器一般由差分输入级、差分放大器、输出级和电源供电电路组成。

运算放大器的主要特性如下:
1. 高增益:运算放大器具有非常高的电压增益,一般在几千到几百万之间。

这样可以放大微弱的信号到可用的幅度。

2. 高输入阻抗:运算放大器的输入端具有非常高的阻抗,使得输入信号源不会受到损耗。

3. 低输出阻抗:运算放大器的输出端具有非常低的输出阻抗,可以给后续电路提供较大的输出电流。

4. 大共模抑制比:共模抑制比是指运算放大器对共模信号的抑制能力。

运算放大器具有较高的共模抑制比,可以有效抑制共模信号的干扰。

5. 无穷大的带宽:运算放大器的带宽足够大,可以处理宽频带的信号。

6. 可调节增益:通过调整反馈电阻,可以调节运算放大器的增益。

运算放大器常常用于放大电压信号、求和运算、积分运算、微分运算等,广泛应用于滤波器、放大器、比较器、多路选择器等电路中。

运算放大器通俗易懂的讲解

运算放大器通俗易懂的讲解

运算放大器通俗易懂的讲解《运算放大器,你了解吗?》(针对中小学生)小朋友们,今天咱们来认识一个神奇的东西,叫做运算放大器。

想象一下,你有一个超级大力士,它能把很小很小的力量变得超级大,这就是运算放大器的本领。

比如说,你轻轻推一下它,它就能给你推出很大很大的力量。

就像你用很小的声音说话,经过运算放大器,就能变成很大很大的声音。

再比如,你手上有一个小小的电压,运算放大器就能把这个小电压放大好多好多倍,变得很强很强。

在我们的生活中,运算放大器也有很多用处呢。

像音响里,它能让声音变得更响亮更清楚。

还有一些测量仪器里,它能让小小的信号变得容易被我们发现和测量。

小朋友们,是不是觉得运算放大器很神奇呀?《带你走进运算放大器的世界》(针对非专业的成年人)朋友们,咱们今天来聊聊运算放大器。

不知道您有没有这样的经历,有时候您想让一个小小的东西变得很大很强,但是自己又没办法做到。

这时候,运算放大器就来帮忙啦!比如说,您在做一个小实验,有一个特别小的电流,小到您几乎都感觉不到。

但是通过运算放大器,这个小电流就能一下子变成大电流,让您的实验能够顺利进行。

再比如说,您家里的收音机声音太小了,这可能就是因为里面的信号太弱。

这时候运算放大器就能把这个弱信号放大,让收音机的声音变得响亮清晰。

运算放大器就像是一个神奇的魔法盒子,能把小的东西变大,弱的东西变强。

《轻松理解运算放大器》(针对电子爱好者初学者)嗨,各位电子爱好者们!今天咱们一起来搞懂运算放大器。

咱们先想象一下,您有一个小玩具车,跑得特别慢。

但是如果给它加上一个强大的发动机,它是不是就能跑得飞快啦?运算放大器就像是这个强大的发动机。

比如说,您在测量温度的时候,传感器给出的电压特别小。

这时候,运算放大器就能把这个小电压放大,让您能清楚地知道温度的变化。

还有啊,如果您想做一个声音放大的电路,运算放大器就能派上用场。

它能把麦克风收到的微弱声音信号放大,让您的音响发出响亮的声音。

10种运算放大器

10种运算放大器

各种不同类型的运算放大器介绍董婷076112班一.uA741M,uA741I,uA741C(单运放)高增益运算放大器用于军事,工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。

这些类型还具有广泛的共同模式,差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。

目前价格1元/个。

uA741主要参数ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS最大额定值ELECTRICAL CHARACTERISTICS VCC = ±15V, Tamb = +25°C (unless otherwise specified) 电气特性二.CA3140 高输入阻抗运算放大器CA3140高输入阻抗运算放大器,是美国无线电公司研制开发的一种BiMOS高电压的运算放大器在一片集成芯片上,该CA3140A和CA3140 BiMOS运算放大器功能保护MOSFET的栅极(PMOS上)中的晶体管输入电路提供非常高的输入阻抗,极低输入电流和高速性能。

操作电源电压从4V至36V(无论单或双电源),它结合了压电PMOS晶体管工艺和高电压双授晶体管的优点.(互补对称金属氧化物半导体)卓越性能的运放。

主要运用于单电源放大器在汽车和便携式仪表,有源滤波器,比较器,采样保持放大器,长期定时器,光电仪表,探测器,TTL接口,入侵报警系统,函数发生器,音调控制,电源,便携式仪器。

工作范围为-55 ºC —125 ºC。

目前生产厂家主要是INTERSIL公司和HARRIS公司,报价为:2.7—3元/个。

引脚图三.OP07C运算放大器OP07C是一款低失调低漂移运算放大器。

生产厂家主要有德州仪器公司和AD公司。

这款运算放大器具有非常低的输入失调电压,所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。

OP07同时具有输入偏置电流低和开环增益高的特点,这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。

运算放大器

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。

运算放大器应用技术手册

运算放大器应用技术手册

运算放大器应用技术手册摘要:1.运算放大器简介1.1 运算放大器的定义与作用1.2 运算放大器的基本原理2.运算放大器的分类与特点2.1 运算放大器的分类2.2 运算放大器的特点3.运算放大器的应用领域3.1 音频处理3.2 信号处理3.3 仪器测量3.4 通信系统3.5 其他领域4.运算放大器的基本电路4.1 反相放大电路4.2 同相放大电路4.3 差分放大电路4.4 积分电路4.5 微分电路5.运算放大器的性能参数与选择5.1 开环增益5.2 输入偏置电流5.3 输入偏置电压5.4 输出电流5.5 电源电压5.6 选择运算放大器的方法6.运算放大器的使用与调试6.1 运算放大器的使用方法6.2 运算放大器的调试步骤7.运算放大器的常见问题及解决方法7.1 输出信号波动较大7.2 输入偏置电流过大7.3 电路噪声问题7.4 输出短路问题正文:【运算放大器简介】运算放大器(Operational Amplifier,简称OPA)是一种模拟电子器件,具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特性。

它广泛应用于各种电子设备和系统中,承担信号放大、处理、滤波等功能。

【运算放大器的基本原理】运算放大器的基本原理是基于反馈网络,通过对输入信号进行比例、求和、差分等运算,得到所需的输出信号。

运算放大器的核心部分是运放芯片,它由输入级、中间级、输出级组成。

【运算放大器的分类与特点】运算放大器根据技术指标和应用领域的不同,可以分为多种类型。

常见的有通用运算放大器、高速运算放大器、低功耗运算放大器、仪表运算放大器等。

各种类型的运算放大器具有不同的特点,如高增益、低失真、低噪声、宽频带等。

【运算放大器的应用领域】运算放大器广泛应用于各个领域,如音频处理(如音响放大器)、信号处理(如滤波器、信号发生器)、仪器测量(如示波器、频谱分析仪)、通信系统(如放大器、振荡器)等。

【运算放大器的基本电路】运算放大器可以实现多种基本电路,如反相放大电路、同相放大电路、差分放大电路、积分电路、微分电路等。

运算放大器简介

运算放大器简介

运算放大器一、运算放大器放大器:能把输入讯号的电压或功率放大的装置。

运算放大器:运算放大器(Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP)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,乘法等运算电路中,因而得名。

最基本的运算放大器如下图。

一个运算放大器一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。

二、虚短和虚断理想运放和理想运放条件在分析和综合运放应用电路时,大多数情况下,可以将集成运放看成一个理想运算放大器。

理想运放顾名思义是将集成运放的各项技术指标理想化。

由于实际运放的技术指标比较接近理想运放,因此由理想化带来的误差非常小,在一般的工程计算中可以忽略。

理想运放的特性:无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的频宽。

理想运放工作在线性区时可以得出二条重要的结论:虚短因为理想运放的电压放大倍数很大,而运放工作在线性区,是一个线性放大电路,输出电压不超出线性范围(即有限值),所以,运算放大器同相输入端与反相输入端的电位十分接近相等。

在运放供电电压为±15V时,输出的最大值一般在10~13V。

所以运放两输入端的电压差,在1mV以下,近似两输入端短路。

这一特性称为虚短,显然这不是真正的短路,只是分析电路时在允许误差范围之内的合理近似。

虚断由于运放的输入电阻一般都在几百千欧以上,流入运放同相输入端和反相输入端中的电流十分微小,比外电路中的电流小几个数量级,流入运放的电流往往可以忽略,这相当运放的输入端开路,这一特性称为虚断。

显然,运放的输入端不能真正开路。

运用“虚短”、“虚断”这两个概念,在分析运放线性应用电路时,可以简化应用电路的分析过程。

运算放大器构成的运算电路均要求输入与输出之间满足一定的函数关系,因此均可应用这两条结论。

运算放大器

运算放大器

运算放大器运算放大器(常简称为“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。

在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。

由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”,此名称一直延续至今。

运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。

随着半导体技术的发展,如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。

运放的种类繁多,广泛应用于几乎所有的行业当中。

运算放大器特点:能对信号进行数学运算的放大电路。

它曾是模拟计算机的基础部件,因而得名。

采用集成电路工艺制做的运算放大器,除保持了原有的很高的增益和输入阻抗的特点之外,还具有精巧、廉价和可灵活使用等优点,因而在有源滤波器、开关电容电路、数-模和模-数转换器、直流信号放大、波形的产生和变换,以及信号处理等方面得到十分广泛的应用。

直流放大电路在工业技术领域中,特别是在一些测量仪器和自动化控制系统中应用非常广泛。

如在一些自动控制系统中,首先要把被控制的非电量(如温度、转速、压力、流量、照度等)用传感器转换为电信号,再与给定量比较,得到一个微弱的偏差信号。

因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不足以推动显示或者执行机构,所以需要把这个偏差信号放大到需要的程度,再去推动执行机构或送到仪表中去显示,从而达到自动控制和测量的目的。

因为被放大的信号多数变化比较缓慢的直流信号,分析交流信号放大的放大器由于存在电容器这样的元件,不能有效地耦合这样的信号,所以也就不能实现对这样信号的放大。

能够有效地放大缓慢变化的直流信号的最常用的器件是运算放大器。

运算放大器最早被发明作为模拟信号的运算(实现加减乘除比例微分积分等)单元,是模拟电子计算机的基本组成部件,由真空电子管组成。

所用的运算放大器,是把多个晶体管组成的直接耦合的具有高放大倍数的电路,集成在一块微小的硅片上。

运算放大器主要参数:1. 共模输入电阻(RINCM)该参数表示运算放大器工作在线性区时,输入共模电压范围与该范围内偏置电流的变化量之比。

《运算放大器》课件

《运算放大器》课件

《运算放大器》PPT 课件目录CONTENTS•运算放大器概述•运算放大器的工作原理•运算放大器的应用•运算放大器的选择与使用•运算放大器的性能指标•运算放大器的设计实例01运算放大器概述0102运算放大器的定义它能够实现加、减、乘、除等基本算术运算,因此得名“运算放大器”。

运算放大器(简称运放)是一种具有高放大倍数的电路单元,其输出信号与输入信号之间存在一定的数学关系。

运算放大器的开环放大倍数极高,一般在10^4~10^6之间。

高放大倍数运算放大器的输入阻抗很大,使得它对信号源的影响很小。

输入阻抗高运算放大器的输出阻抗很小,使得它对负载的影响也很小。

输出阻抗低运算放大器对共模信号的抑制能力很强,能够有效地抑制温漂和干扰信号。

共模抑制比高运算放大器的基本特点可以分为通用型、高精度型、高速型、低功耗型等。

按性能指标分类按电路结构分类按工作原理分类可以分为分立元件型和集成电路型。

可以分为线性运放和开关电容型运放。

030201运算放大器的分类02运算放大器的工作原理1 2 3差分输入是指运算放大器使用两个输入信号的差值作为输入,以实现更高的精度和抑制噪声。

差分输入电路可以消除共模信号,只对差模信号进行放大,从而提高信号的信噪比。

差分输入电路的对称性和平衡性对放大器的性能有重要影响,因此需要精心设计和选择合适的元件。

差分输入放大倍数01放大倍数是运算放大器的重要参数,表示输出电压与输入电压的比值。

02运算放大器的放大倍数很高,通常在100dB以上,即放大10万倍以上。

03放大倍数可以通过外接电阻和电容进行调节,以满足不同的应用需求。

输出电压与输入电压的关系01输出电压与输入电压的关系是运算放大器的基本工作特性之一。

02当输入电压变化时,输出电压会相应地变化,以保持放大倍数恒定。

03输出电压与输入电压的关系是非线性的,但在一定的线性范围内,可以近似认为放大倍数是恒定的。

非线性范围是指输入电压超过一定范围时,输出电压与输入电压不再成正比关系,放大倍数发生变化。

电路中的运算放大器

电路中的运算放大器

电路中的运算放大器电路中的运算放大器是一种重要的电子设备,它具有放大电压信号和进行基本算术运算的功能。

在现代电子技术中,运算放大器常被广泛应用于各种电路中,从而实现对信号的处理和控制。

一、运算放大器的基本原理运算放大器是一种特殊的放大器,它具有多个输入端和一个输出端。

在操作上,运算放大器可以将两个或多个输入信号进行加法、减法乃至乘法、除法等基本算术运算,从而产生一个输出信号。

运算放大器的基本原理是通过差分放大电路和反馈电路的结合实现的。

差分放大电路是运算放大器的核心组成部分,它由一对互补的晶体管、电阻器以及电源构成。

这对晶体管中的一个承担输入信号的放大,另一个负责对放大后的信号进行反相放大。

通过这种差分放大电路,运算放大器能够对输入信号进行放大,同时抵消噪声和共模信号的干扰。

反馈电路是运算放大器实现基本算术运算的关键。

通过将一部分输出信号反馈到输入端,可以实现加法、减法、乘法等运算。

不同的反馈方式会产生不同的运算功能。

例如,正反馈可以实现振荡器,负反馈可以实现比例放大器。

二、运算放大器的应用由于运算放大器具有灵活的运算功能和高增益特性,它在电子领域有着广泛的应用。

1. 模拟运算电路:运算放大器可以用来设计滤波器、积分器、微分器等模拟运算电路。

通过对电压信号的放大和运算,可以实现对信号的处理与控制,例如音频放大器、运算放大器比较器等。

2. 传感器信号处理:运算放大器常被用于传感器信号的处理。

传感器将物理量转化为电信号,而运算放大器可以对这些信号进行放大和运算,以满足不同的应用需求。

例如,温度传感器、加速度传感器等的信号处理。

3. 比较器:基于运算放大器的比较器可以用于比较两个输入信号的大小。

这在电压检测、开关控制等应用中很常见。

4. 模数转换器:通过结合运算放大器和其他模拟电路,可以实现模拟信号到数字信号的转换。

这在数据采集、信号处理等领域有着重要的应用。

5. 电路控制系统:运算放大器可以作为电路控制系统的核心元件,实现对电路的控制和调节。

运算放大器通俗讲解

运算放大器通俗讲解

运算放大器通俗讲解1什么是运算放大器运算放大器(Operational Amplifier,简称Op Amp)是一种集成电路,它的功能是放大电压差异。

在电路中,运算放大器的两个输入端口通常被标记为正号和负号。

正输入端(+)接收输入信号,负输入端(-)接收参考信号。

Op Amp放大输入信号并输出到负载电阻或下一级电路中。

2运算放大器的特点运算放大器有很多特点,比如高增益、低失真、高输入阻抗、低输出阻抗等等。

以下是几个重要的特点:2.1高增益Op Amp的增益很高,达到几万以上,而且增益稳定性很好。

因此,在电路中它通常用来放大微弱的信号。

2.2高输入阻抗Op Amp的输入阻抗很高,因此对输入信号的影响很小。

这对于需要输入高阻抗信号的电路来说非常有用。

2.3低输出阻抗Op Amp的输出阻抗很低,因此它可以驱动负载电阻或下一级电路而不会影响输出信号的质量。

3运算放大器的应用运算放大器有很多常见的应用,例如:3.1比较器将运算放大器的负输入端接地,正输入端接收信号。

当正输入端的电压高于负输入端时,Op Amp的输出电平变成高电平。

反之,输出电平变成低电平。

3.2滤波器将运算放大器连接到RC电路上,可以制作出滤波器。

滤波器可以用来去除电路中的噪声和杂波,使信号更加干净。

3.3放大器将运算放大器的负输入端接地,正输入端接收信号,并在输出端接上一个负载电阻,就形成了一个放大器。

放大器可以将微弱的信号放大到足够的程度。

4总结运算放大器是一种功能强大的电子元器件,具有高增益、低失真、高输入阻抗、低输出阻抗等特点。

它广泛应用于比较器、滤波器、放大器等电路中,并在电子电路设计中扮演着重要的角色。

运算放大器作用通俗讲解

运算放大器作用通俗讲解

运算放大器作用通俗讲解
运算放大器(简称“运放”)是一种具有很高放大倍数的电路单元。

在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。

它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器,其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。

由于早期应用于模拟计算机中用以实现数学运算,因而得名“运算放大器”。

通俗来说,运算放大器就像一个“转换器”或者“处理器”,能够把输入的信号按照一定的规则和算法进行放大、缩小、相加、相减等处理,并将结果输出。

它广泛应用于各种电子设备中,例如音响设备、通信设备、传感器等等。

通过使用运算放大器,人们可以更好地控制和调节电子设备的性能和参数,使其满足各种不同的需求。

具体来说,运算放大器的作用有很多种,例如:
1.放大信号:运算放大器可以将输入的微弱信号放大成较大的
信号,使其能够满足后续电路的需求。

2.比较信号:将两个信号进行比较,输出一个二进制信号(例
如高电平或低电平),类似于一个比较器。

3.积分和微分:运算放大器可以对输入的信号进行积分和微分
运算,输出一个与输入信号成比例的时间函数。

4.滤波:通过对输入信号进行滤波处理,可以滤除不必要的噪
声和干扰,提取出有用的信号成分。

5.振荡和调制:运算放大器可以用于产生振荡信号和调制信号,
用于各种频率合成和调制解调的应用。

总之,运算放大器是一种非常重要的电子元件,在各种电子设备和系统中得到了广泛的应用。

通过了解和掌握运算放大器的原理和作用,人们可以更好地设计和应用各种电子系统,提高其性能和稳定性。

第四章 集成运算放大器各种运用

第四章 集成运算放大器各种运用

的R1对应于当具用有R1内+R阻s代Rs替的,信为号了源不,使上电面压公增式益中 受Rs的太大影响,R1应该取大一些。但为了 保运证 放输 的入 内电 阻流,远对大于于通偏用置型电运流放,,RR11应 不宜远小超于过 数十千欧,反馈电阻RF越大则电压增益越大, 但要求反馈电流也应远大于偏置电流,所以 RF也不能取得过大,通常不宜超过兆欧。因 此,当Rs达到数千欧时,这个电路难以获得 高增益。另外,反相放大器是并联负反馈电
集成运放的基本组成
右图是运算放大器
的电路符号。它有两个 输入端和一个输出端。 反相输入端标“-”号, 同相输入端标“+”号。 输出电压与反相输入电 压相位相反,与同相输 入电压相位相同。此外 还有两个端分别接正、 负电源,有些集成运放 还有调零端和相位补偿 端。在电路中不画出。
二. 集成运算放大器的使用
由于集成运放具有性能稳定、可靠性高、寿命 长、体积小、重量轻、耗电量少等优点得到了广泛 应用。可完成放大、振荡、调制、解调及模拟信号 的各种运算和脉冲信号的产生等。
本章将介绍集成运放的基本知识、基本电路及 其主要应用。
主要内容
第一节 运算放大器的基本知识 第二节 运算放大器的基本电路 第三节 运算放大器的应用
因Ii=0,故i1≈if,因此 又因u+≈u-,因此
uo与ui之间的比例 关系也与运放本身
的参数无关,电路
精度和稳定度都很 高。KF为正表示uo 与ui同相,并且KF 总是大于或等于1, 这一点与反相放大 器不同。
当RF=0时KF=1,电路就变成电压 跟随器。
同相放大器实际上是一个电压串 联负反馈放大器,因此其输入阻抗高、 输出阻抗低,而且增益不受信号源内 阻的影响。该电路的不足是其共模抑 制比CMRR不太大。

运算放大器比较器电路

运算放大器比较器电路

运算放大器比较器电路运算放大器和比较器是电子电路中常见的两种重要的模块。

它们在各种应用中起着至关重要的作用。

本文将介绍运算放大器和比较器的原理、特点以及应用。

一、运算放大器:运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP)是一种具有差分输入和高增益的电路。

它由多个晶体管和电阻器组成,主要用于信号放大、滤波、求和、积分等各种运算。

运算放大器通常有两个输入端(一个非反向输入端和一个反向输入端)和一个输出端。

其特点是具有高输入阻抗、低输出阻抗和大开环增益。

运算放大器的工作原理可以简单地描述为:当两个输入端的电压不相等时,运算放大器会将输入电压的差值放大到输出端。

当两个输入端的电压相等时,输出电压为零。

运算放大器的输出电压与输入电压的差值之间的关系由放大倍数决定。

运算放大器的应用非常广泛。

它可以用于模拟计算机、传感器信号放大、音频放大等领域。

在模拟计算机中,运算放大器被用作模拟运算单元;在传感器信号放大中,运算放大器可以将微弱的传感器信号放大到合适的范围,以便进行后续处理;在音频放大中,运算放大器可以将低功率的音频信号放大到足够的功率,以驱动扬声器。

二、比较器:比较器是一种电路,用于比较两个输入电压的大小,并产生相应的输出信号。

比较器通常有两个输入端(一个非反向输入端和一个反向输入端)和一个输出端。

其输出信号通常为高电平或低电平,用于表示输入电压的大小关系。

比较器的工作原理可以简单地描述为:当非反向输入端的电压高于反向输入端的电压时,输出信号为高电平;当非反向输入端的电压低于反向输入端的电压时,输出信号为低电平。

比较器的输出信号与输入电压的大小关系由比较电压决定。

比较器常用于模拟信号的比较、电压判别等领域。

在模拟信号的比较中,比较器可以判断两个模拟信号的大小关系;在电压判别中,比较器可以将输入电压与参考电压进行比较,以判断输入电压是否满足特定条件。

三、运算放大器和比较器的区别:尽管运算放大器和比较器在一些方面具有相似之处,但它们在功能和应用上有着明显的区别。

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。

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