运算放大器的单电源供电原理
使用单电源的运放交流放大电路(含同相和反相输入式)教学教材
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使用单电源的运放交流放大电路(含同相和反相输入式)使用单电源的运放交流放大电路在采用电容耦合的交流放大电路中,静态时,当集成运放输出端的直流电压不为零时,由于输出耦合电容的隔直流作用,放大电路输出的电压仍为零。
所以不需要集成运放满足零输入时零输出的要求。
因此,集成运放可以采用单电源供电,其-VEE端接"地"(即直流电源负极),集成运放的+Vcc端接直流电源正极,这时,运放输出端的电压V0只能在0~+Vcc之间变化。
在单电源供电的运放交流放大电路中,为了不使放大后的交流信号产生失真,静态时,一般要将运放输出端的电压V0设置在0至+Vcc值的中间,即V0=+Vcc/2。
这样能够得到较大的动态范围;动态时,V0在+Vcc/2值的基础上,上增至接近+Vcc 值,下降至接近0V,输出电压uo的幅值近似为Vcc/2。
图3请见原稿1.2.1 单电源同相输入式交流放大电路图3是使用单电源的同相输入式交流放大电路。
电源Vcc通过R1和R2分压,使运放同相输入端电位由于C隔直流,使RF引入直流全负反馈。
所以,静态时运放输出端的电压V0=V-≈V+=+Vcc/2;C通交流,使RF引入交流部分负反馈,是电压串联负反馈。
放大电路的电压增益为放大电路的输入电阻Ri=R1/R2/rif≈R1/R2,放大电路的输出电阻R0=r0f≈0。
1.2.2 单电源反相输入式交流放大电路图4是使用单电源的反相输入式交流放大电路。
电源V cc通过R1和R2分压,使运放同相输入端电位为了避免电源的纹波电压对V+电位的干扰,可以在R2两端并联滤波电容C3,消除谐振;由于C1隔直流,使RF引入直流全负反馈。
所以,静态时,运放输出端的电压V0=V-≈V+=+Vcc/2;C1通交流,使RF引入交流部分负反馈,是电压并联负反馈。
放大电路的电压增益为放大电路的输入电阻Ri≈R,放大电路的输出电阻R0=r0f≈0。
2 运放交流放大电路的设计在设计单级运放交流放大电路时,(1)选择能够满足使用要求的集成运算放大器。
运算放大器的工作原理
![运算放大器的工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/a8b2d58c88eb172ded630b1c59eef8c75fbf95b2.png)
运算放大器的工作原理运算放大器是一种广泛应用于电子电路中的重要器件,它常用于信号处理、仪器测量、自动控制等领域。
在很多电路设计中,我们都会涉及到运算放大器。
那么,究竟什么是运算放大器,它的工作原理又是怎样的呢?运算放大器通常是一个有两个输入端和一个输出端的电路元件。
它一般被设计成使用电源电压进行工作,通常被标记为正极性输入端(+)和负极性输入端(-)。
通过这两个输入端,可以将输入信号传送到运算放大器中。
同时,通过反馈回路将输出信号的部分返回到输入端,这就是运算放大器的基本工作原理之一。
在理想情况下,运算放大器有着极高的输入阻抗和无穷大的增益。
这意味着无论输入信号的大小如何,它都不会对外部电路产生影响,且输出信号的增益是无限大的。
然而,实际运算放大器并不完全符合理想模型,因此在实际应用中需要考虑一些非理想因素。
运算放大器的工作原理可以用一个简单的反馈电路来解释。
在一个典型的反馈电路中,负反馈是最常见的类型。
通过负反馈,部分输出信号被送回到输入端,与输入信号进行比较。
当输入信号增大时,放大器的输出信号也会增大,但经过反馈后又会抑制这种增加,保持系统稳定。
另一方面,运算放大器还具有很高的共模抑制比和功率供应拒绝率。
共模抑制比是指在两个输入端上出现相同信号时,运算放大器能够抑制这种共有信号,只放大差分信号。
功率供应拒绝率是指运算放大器在输出时排除输入端供电电源的信号,使输出更准确和稳定。
总的来说,运算放大器是一种功能强大的电路元件,它的工作原理基于反馈回路和理想放大器模型。
通过适当的电路设计和应用,运算放大器可以在各种电子电路中发挥关键作用,实现信号放大、滤波、比较等功能。
对于电子工程师和电路设计师来说,深入理解运算放大器的原理和特性是十分重要的。
1。
运算放大器电路原理
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运算放大器电路原理运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种双电源直流差分输入,高增益、高输入阻抗,具有线性放大特性的直流耦合电路。
它由一个差分放大器和级联的输出级组成。
在电子电路中,运算放大器是最常用的放大器之一,被广泛应用于信号放大、滤波、参考电压源、比较器等电路中。
运算放大器通常采用双电源供电,即正电源V+和负电源V-。
其内部电路由差分输入级、中间增益级和输出级组成。
差分输入级是运算放大器的核心部分,它主要由差动对电晶体管组成。
它的作用是将输入信号转换为电流信号,实现对输入信号的放大。
在差分输入级中,输入端有一个非常高的输入阻抗,使得输入电流非常小,从而减少了对输入信号的干扰。
差动对通过抽头电阻R1和R2分别与输入信号相连,通过对抽头电阻的设置,可以实现输入信号的增益调节。
通过控制R1和R2的比例,可以实现不同的增益,从而满足不同的应用需求。
中间增益级由级联的放大器组成,通常采用三级共射放大器,目的是提供一个高输出电阻,并且实现增益的进一步放大。
增益级还包括一个负反馈回路,通过引入反馈电阻,可以在一定程度上控制放大器的增益和频率特性。
负反馈还可以提高放大器的稳定性和线性度。
输出级由一个输出级的差动对电晶体管组成,它的作用是将中间增益级的信号转为电压信号,并将信号放大到输出端。
输出端通常连接一个负载电阻RL,以便外部电路获取放大后的输出信号。
输出级的准确性和可靠性对整个运算放大器的性能有着重要的影响。
在运算放大器中,差动模式增益Ad和共模抑制比CMRR是重要的指标。
差动模式增益表示了输入信号增大至输出信号的放大倍数,而共模抑制比表示了输入信号的共模干扰被抑制的程度。
好的运算放大器应具有较大的差动模式增益和较高的共模抑制比。
运算放大器的输入和输出特性决定了其在电路中的应用。
根据具体的应用需求,可以将运算放大器用于多种电路中。
例如,在放大器电路中,运算放大器广泛用于提供高增益和低失真的信号放大,常见的应用有放大器、滤波器和模拟计算器等。
运放电路的工作原理
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运放电路的工作原理运放电路是一种广泛应用于电子电路中的集成电路,它具有高输入阻抗、低输出阻抗、大增益和宽带特性。
运放电路在各种电子设备中都有着重要的作用,比如放大电路、滤波电路、比较电路等。
那么,运放电路是如何实现这些功能的呢?接下来我们将深入探讨运放电路的工作原理。
首先,我们来了解一下运放电路的基本结构。
运放电路由输入端、输出端、电源端和反馈网络组成。
其中,输入端通常包括一个非反相输入端和一个反相输入端,输出端则输出放大后的信号,电源端提供工作电压,反馈网络则用于控制运放的增益和频率特性。
运放电路的工作原理可以用简单的反馈控制理论来解释。
在一个典型的反馈电路中,输出信号会被反馈到输入端,通过反馈网络调节输入端的信号,从而控制输出端的信号。
这种反馈机制可以使运放电路具有稳定的工作特性和精确的控制能力。
在放大电路中,运放电路通过控制输入信号和反馈信号的比例来放大输入信号。
当输入信号进入非反相输入端时,输出端会输出一个放大后的信号。
通过调节反馈网络的参数,可以控制放大倍数和频率响应,从而实现对输入信号的精确放大。
在滤波电路中,运放电路可以通过反馈网络来实现对特定频率范围的信号进行滤波。
通过选择合适的电容和电感参数,可以设计出低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等不同类型的滤波电路,从而满足不同应用场景的需求。
在比较电路中,运放电路可以通过比较两个输入信号的大小来输出一个对应的逻辑电平。
这种比较功能在模拟信号处理和数字信号处理中都有着重要的应用,比如在模拟信号的采样保持电路中,可以利用运放电路来实现对输入信号的采样和保持。
总的来说,运放电路通过精确的反馈控制机制,实现了在电子电路中的多种功能,包括信号放大、滤波、比较等。
它的工作原理基于反馈控制理论,通过精确的设计和调节,可以实现对输入信号的精确处理和控制。
因此,运放电路在现代电子领域中具有着广泛的应用前景,对于提高电子设备的性能和功能起着至关重要的作用。
单电源放大器工作原理
![单电源放大器工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/12be7b5d6ad97f192279168884868762caaebbaf.png)
单电源放大器工作原理
单电源放大器是一种具有单端输出的运算放大器,其工作原理如下:
输入信号范围大:单电源放大器的输入电压范围较宽,一般可达0~10V或0~5V(直流),有的甚至可达±15V以上。
功耗小:由于采用恒流源作为工作电源,因此功耗较低。
同时,由于其内部无振荡电路及开关元件的参与,故可靠性较高。
稳定性好:因采用恒流供电方式而不需控制栅极驱动电路来稳定工作点,所以其稳定性较好。
在温度较低的情况下也可正常工作(但要注意防止低温下产生自激振荡现象)。
电路结构简单、体积小、重量轻且便于安装调试和维护保养等,适用于对功耗要求较低的场合(如电子手表)。
总之,单电源放大器具有输入信号范围大、功耗小、稳定性好等优点,因此在各种电子设备中得到广泛应用。
单电源差分比例运放输入0v
![单电源差分比例运放输入0v](https://img.taocdn.com/s3/m/ebd6228fab00b52acfc789eb172ded630b1c9833.png)
单电源差分比例运放输入0v
单电源差分比例运算放大器(运放)在电路设计中扮演着至关重要的角色,特别是在需要处理微小信号差异或是对噪声敏感的应用中。
当输入信号为0V时,这种运放的表现尤为关键,因为它直接关系到系统的稳定性和准确性。
在单电源供电的环境下,运放通常只有一个正极供电端,而接地端则作为参考电位。
差分输入是指运放接收两个输入信号,并放大它们之间的差异。
比例运放则意味着输出信号与输入信号之间存在一定的比例关系。
当差分比例运放的输入为0V时,理论上输出也应该是0V或某个固定的偏置电压,这取决于运放的配置和电路设计。
然而,在实际应用中,由于运放内部元件的不完美性、温度变化、电源噪声等因素,输出可能不会完全为零。
这就需要设计者在进行电路设计时,充分考虑这些因素,采取必要的补偿和校准措施。
为了确保运放在0V输入时的性能,设计者通常会选择具有低失调电压、低噪声和高共模抑制比(CMRR)的运放。
这些参数能够衡量运放对于微小信号差异和噪声的敏感性,以及在抑制共模干扰方面的能力。
此外,电路布局和布线也是影响运放性能的重要因素。
合理的布局可以减少寄生电感和电容,从而降低噪声和失真。
布线时还应注意信号线和电源线的隔离,以避免电源噪声对信号造成干扰。
综上所述,单电源差分比例运放在输入为0V时的表现是电路设计中的一个重要考虑因素。
通过选择合适的运放、优化电路布局和布线、以及采取必要的补偿和校准措施,可以确保运放在这种情况下具有稳定且准确的性能。
运算放大器原理图
![运算放大器原理图](https://img.taocdn.com/s3/m/f245775a4531b90d6c85ec3a87c24028915f85fa.png)
运算放大器原理图运算放大器(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种重要的电子元件,它在电子电路中起着非常重要的作用。
本文将介绍运算放大器的原理图及其工作原理。
首先,让我们来了解一下运算放大器的基本结构。
运算放大器通常由一个差分输入级、一个级联放大器和一个输出级组成。
差分输入级通常由两个输入端和一个差分放大器组成,级联放大器由多个级联的放大器组成,输出级则是一个输出放大器。
运算放大器的电路图如下所示:(插入运算放大器原理图)。
在实际应用中,运算放大器通常用来放大电压信号、求和、差分运算、积分、微分等。
运算放大器具有高输入阻抗、低输出阻抗、大增益、宽带宽等特点,可以实现很多复杂的电路功能。
运算放大器的工作原理是基于反馈原理的。
在运算放大器的反馈电路中,通过外部连接的电阻、电容等元件,将部分输出信号反馈到输入端,从而实现对输出信号的控制。
通过控制反馈电路的参数,可以实现对运算放大器的增益、频率特性等进行调节。
另外,运算放大器还有一些常见的特性,比如输入偏置电流、输入偏置电压、共模抑制比、噪声等。
这些特性对于运算放大器的实际应用有着重要的影响,需要在设计电路时进行充分考虑。
在实际应用中,运算放大器广泛应用于模拟电路、数字电路、信号处理、自动控制等领域。
比如,运算放大器可以用来设计滤波器、比较器、振荡器、放大器等电路,也可以用来实现信号的调理、放大、滤波、整形等功能。
总的来说,运算放大器是一种非常重要的电子元件,它在电子电路中有着广泛的应用。
通过对运算放大器的原理图及其工作原理的了解,可以更好地应用运算放大器设计各种电路,实现各种功能。
希望本文对读者有所帮助,谢谢阅读!。
单电源供电运放的差分运算放大器
![单电源供电运放的差分运算放大器](https://img.taocdn.com/s3/m/287f43eaf021dd36a32d7375a417866fb84ac0e0.png)
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运放电路的工作原理
![运放电路的工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/47c08e3d00f69e3143323968011ca300a7c3f645.png)
运放电路的工作原理
运放电路是一种常用的电子电路,它可以放大电压信号、电流
信号或功率信号。
运放电路通常由运算放大器(简称运放)和外部
电阻、电容等元件组成。
运放电路的工作原理是利用运算放大器的
高增益特性和反馈原理来实现信号放大、滤波、比较、积分等功能。
运放电路的基本原理是利用运算放大器的高增益特性来放大输
入信号。
运算放大器是一种高增益、差分输入、单端输出的电子元件,它的输入阻抗非常高,输出阻抗非常低,可以理想地放大输入
信号。
运放电路通常由运算放大器、反馈电阻和输入电阻组成。
通
过合理选择反馈电阻和输入电阻的数值,可以实现不同的放大倍数
和功能。
运放电路的工作原理还涉及到反馈原理。
在运放电路中,通过
反馈电阻将部分输出信号反馈到运算放大器的负输入端,从而控制
输出信号。
负反馈可以改善运放电路的线性度、稳定性和频率特性,使其更加可靠和精确。
运放电路可以实现多种功能,如放大、滤波、比较、积分等。
通过合理设计电路结构和选择元件数值,可以实现不同的功能。
例
如,通过串联电阻和电容可以实现滤波功能,通过比较电路可以实
现比较功能,通过积分电路可以实现积分功能。
总之,运放电路是一种常用的电子电路,它利用运算放大器的
高增益特性和反馈原理来实现信号放大、滤波、比较、积分等功能。
合理设计电路结构和选择元件数值可以实现不同的功能。
运放电路
在电子电路中有着广泛的应用,是现代电子技术中不可或缺的重要
组成部分。
运算放大器不供电时输入脚状态
![运算放大器不供电时输入脚状态](https://img.taocdn.com/s3/m/acd72de26e1aff00bed5b9f3f90f76c661374caf.png)
运算放大器不供电时输入脚状态运算放大器是一种常用的电子器件,它在电子设备中起到放大电压、放大电流或调节电流的作用。
然而,在运算放大器没有供电的情况下,它的输入脚状态是怎样的呢?当运算放大器没有供电时,其输入脚状态会呈现出两种不同的情况,分别是单电源模式和双电源模式。
下面我将详细介绍这两种情况的具体表现。
首先,让我们来看看在单电源模式下,运算放大器没有供电时的输入脚状态。
在这种情况下,运算放大器的输出电压将会等于输入电压的反相值。
这是因为在单电源模式下,只有一个电源供电,导致运算放大器的输出电压无法达到负电压,只能取正电压。
因此,为了保持电路平衡,输入脚状态将会反向。
其次,让我们转向双电源模式下,运算放大器没有供电时的输入脚状态。
在这种情况下,由于运算放大器有两个电源供电,可以产生正、负两种输出电压。
当没有供电时,输入脚状态会呈现为四种可能性:与正极相连、与负极相连、接地或是相互悬空。
这取决于具体的电路设计和连接方式。
了解了运算放大器没有供电时的输入脚状态,我们可以得出一些指导意义。
首先,我们应该根据实际需要选择适合的供电模式,单电源或双电源,以保证运算放大器的工作正常。
其次,在进行电路设计时,需要考虑到输入脚状态可能的变化情况,以便为不同情况下的输入信号提供正确的处理方式。
除此之外,我们还需要注意在运算放大器没有供电的情况下,输入脚状态可能对电路其他部分的影响。
特别是在单电源模式下,由于输出电压无法达到负电压,可能会导致偏置电压的不稳定或其他问题。
因此,在实际应用中,我们需要在电路设计和使用过程中充分考虑这些因素,以确保运算放大器正常工作。
总的来说,了解运算放大器没有供电时的输入脚状态对于电子设备的设计和使用都是非常重要的。
我们需要根据具体情况选择适合的供电模式,并在设计过程中考虑输入脚状态的变化可能对电路的影响。
通过科学合理的设计和注意细节,我们可以充分发挥运算放大器的功能,提高电子设备的性能和稳定性。
单电源运放
![单电源运放](https://img.taocdn.com/s3/m/fed09b1bba1aa8114431d918.png)
单电源运放我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集,但是他们都建立在双电源的基础上,很多时候,电路的设计者必须用单电源供电,但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。
在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心,设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。
1.1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚,一般在资料中,它们的标识是VCC+和VCC -,但是有些时候它们的标识是VCC+和GND。
这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。
但是,这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。
在运放不是按默认电压供电的时候,需要参考运放的数据手册,特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。
绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器,比如图一左边的那个电路,一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。
一般是正负15V,正负12V 和正负5V 也是经常使用的。
输入电压和输出电压都是参考地给出的,还包括正负电压的摆动幅度极限Vom 以及最大输出摆幅。
单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。
正电源引脚接到VCC+,地或者VCC-引脚连接到GND。
将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上,这时运放的输出电压也是该虚地电压,运放的输出电压以虚地为中心,摆幅在Vom 之内。
有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。
这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol。
需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压,但在大部分应用中,输入和输出是参考电源地的,所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容,用来隔离虚地和地之间的直流电压。
(参见1.3 节)图一通常单电源供电的电压一般是5V,这时运放的输出电压摆幅会更低。
另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。
有关运放在单电源下的最关键注意事项
![有关运放在单电源下的最关键注意事项](https://img.taocdn.com/s3/m/a5dbd01b5f0e7cd1842536d3.png)
有关运放在单电源下的最关键注意事项在很多电子论坛经常看见运放在单电源供电下,进行测量放大的电路,出现啥啥问题、不能正常工作等等。
实际上其实这一切都是由于不同运放的不同输入结构造成的。
在说明下面这个问题前,首先强调一下:对于单电源应用,我这里指的是"直流"放大应用,此时运放的输入端电位受输入信号的牵制,输入信号的直流电平直接影响到运放的输入端电位。
而对于放大交流信号,因为有输入、输出电容隔离,此时运放用啥电源都没有关系,所以不在此讨论话题内。
对于直流放大,因为没有了隔直电容,输入信号的直流电位就会直接影响到运放的工作点,如果运放输入端工作电压超出运放的Vicom这个参数范围,就不能正常工作了。
Vicom这个参数一般都有正负两个值,究竟是啥含义呢?以NE5532的Vicom参数为例:从NE5532的内部结构知道运放输入端必须要比Vee脚高2V以上,以便可以给公共恒流源提供工作电压。
如果运放输入端接到Vee脚,那么差分管Vbe没有偏压,并且下面的公共恒流源电路也不能正常工作,运放也就工作在非正常状态了。
所以得到Vicom的最小值极限就是必须比Vee高2V同样可以推导到如果运放输入端接到Vcc,他也不能工作,也必须比Vcc低2V才能工作。
所以Vicom的最大极限值就是比Vcc低2V。
所以我们看到NE5532的Vicomm 有2个值,分别是正负13V,意思是在正负15V供电下(即Vcc=+15,Vee=-15V),运放差分输入端的电位必须要比Vee 高(-13)-(-15)=2V以上,比Vcc低(+13)-(+15)=-2V。
再看看LM358的输入结构是PNP达林顿输入结构,当输入端接到Vee脚,此时PNP管仍旧能正常工作。
而LM358的Vicom参数如下:说明在单26V供电(Vee=GND,Vcc=26V)下,Vicom的最小值可以为0V,即允许输入端直接接到Vee脚。
但为啥叫称呼他们为单电源运放呢?这主要是相对于输入信号的地来说的,因为一般输入信号是以自己的地为参考信号的,当没有信号输入时,输入信号的直流电位肯定就是地电位0V了。
运算放大器基本电路详解
![运算放大器基本电路详解](https://img.taocdn.com/s3/m/6c30167e48d7c1c708a14569.png)
运算放大器基本电路大全1.2虚地单电源工作的运放需要外部提供一个虚地,通常情况下,这个电压是VCC/2,图二的电路可以用来产生VCC/2的电压,但是他会降低系统的低频特性。
图二R1和R2是等值的,通过电源允许的消耗和允许的噪声来选择,电容C1是一个低通滤波器,用来减少从电源上传来的噪声。
在有些应用中可以忽略缓冲运放。
在下文中,有一些电路的虚地必须要由两个电阻产生,但是其实这并不是完美的方法。
在这些例子中,电阻值都大于100K,当这种情况发生时,电路图中均有注明。
1.3交流耦合虚地是大于电源地的直流电平,这是一个小的、局部的地电平,这样就产生了一个电势问题:输入和输出电压一般都是参考电源地的,如果直接将信号源的输出接到运放的输入端,这将会产生不可接受的直流偏移。
如果发生这样的事情,运放将不能正确的响应输入电压,因为这将使信号超出运放允许的输入或者输出范围。
解决这个问题的方法将信号源和运放之间用交流耦合。
使用这种方法,输入和输出器件就都可以参考系统地,并且运放电路可以参考虚地。
当不止一个运放被使用时,如果碰到以下条件级间的耦合电容就不是一定要使用:第一级运放的参考地是虚地第二级运放的参考第也是虚地这两级运放的每一级都没有增益。
任何直流偏置在任何一级中都将被乘以增益,并且可能使得电路超出它的正常工作电压范围。
如果有任何疑问,装配一台有耦合电容的原型,然后每次取走其中的一个,观察电工作是否正常。
除非输入和输出都是参考虚地的,否则这里就必须要有耦合电容来隔离信号源和运放输入以及运放输出和负载。
一个好的解决办法是断开输入和输出,然后在所有运放的两个输入脚和运放的输出脚上检查直流电压。
所有的电压都必须非常接近虚地的电压,如果不是,前级的输出就就必须要用电容做隔离。
(或者电路有问题)1.4组合运放电路在一些应用中,组合运放可以用来节省成本和板上的空间,但是不可避免的引起相互之间的耦合,可以影响到滤波、直流偏置、噪声和其他电路特性。
运算放大器基本电路大全
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运算放大器基本电路大全运算放大器电路大全我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集,但是这些应用都建立在双电源的基础上,很多时候,电路的设计者必须用单电源供电,但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。
在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心,设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。
1.1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚,一般在资料中,它们的标识是VCC+和VCC -,但是有些时候它们的标识是VCC+和GND。
这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。
但是,这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。
在运放不是按默认电压供电的时候,需要参考运放的数据手册,特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。
绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器,比如图一左边的那个电路,一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。
一般是正负15V,正负12V和正负5V也是经常使用的。
输入电压和输出电压都是参考地给出的,还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。
单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。
正电源引脚接到VCC+,地或者VCC-引脚连接到GND。
将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上,这时运放的输出电压也是该虚地电压,运放的输出电压以虚地为中心,摆幅在Vom 之内。
有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。
这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。
需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压,但在大部分应用中,输入和输出是参考电源地的,所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容,用来隔离虚地和地之间的直流电压。
(参见1.3节)图一通常单电源供电的电压一般是5V,这时运放的输出电压摆幅会更低。
另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。
运算放大器的单电源和双电源供电
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转>运算放大器的单电源和双电源供电(2010-08-27 16:11:39)转载▼标签:杂谈分类:嵌入式运放作为模拟电路的主要器件之一,在供电方式上有单电源和双电源两种,而选择何种供电方式,是初学者的困惑之处,本人也因此做了详细的实验,在此对这个问题作一些总结。
首先,运放分为单电源运放和双电源运放,在运放的datasheet上,如果电源电压写的是(+3V-+30V)/(±1.5V-±15V)如324,则这个运放就是单电源运放,既能够单电源供电,也能够双电源供电;如果电源电压是(±1.5V-±15V)如741,则这个运放就是双电源运放,仅能采用双电源供电。
但是,在实际应用中,这两种运放都能采用单电源、双电源的供电模式。
具体使用方式如下:1:在放大直流信号时,如果采用双电源运放,则最好选择正负双电源供电,否则输入信号幅度较小时,可能无法正常工作;如果采用单电源运放,则单电源供电或双电源供电都可以正常工作;2:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,采用正负双电源供电都可以正常工作;3:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,简单的采用单电源供电都无法正常工作,对于单电源运放,表现为无法对信号的负半周放大,而双电源运放无法正常工作。
要采用单电源,就需要所谓的“偏置”。
而偏置的结果是把供电所采用的单电源相对的变成“双电源”。
具体电路如图:首先,采用耦合电容将运放电路和其他电路直流隔离,防止各部分直流电位的相互影响。
然后在输入点上加上Vcc/2的直流电压,分析一下各点的电位,Vcc是Vcc,in是Vcc/2,-Vcc是GND,然后把各点的电位减去Vcc/2,便成了Vcc是Vcc/2,in 是0,-Vcc是-Vcc/2,相当于是“双电源”!!在正式的双电源供电中,输入端的电位相对于输入信号电压是0,动态电压是Vcc是+Vcc,in是0+Vin,-Vcc是-VCC,而偏置后的单电源供电是Vcc是+Vcc,in是Vcc/2+Vin,-Vcc是GND,相当于Vcc是Vcc/2,in是0+Vin,-Vcc是-Vcc/2,与双电源供电相同,只是电压范围只有双电源的一半,输出电压幅度相应会比较小。
运算放大器1至4脚供电
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运算放大器1至4脚供电(实用版)目录1.运算放大器的基本概念2.运算放大器的引脚及其功能3.运算放大器 1 至 4 脚的供电方法4.注意事项正文一、运算放大器的基本概念运算放大器(Operational Amplifier,简称 OPA)是一种模拟电子电路,具有高增益、差分输入、零点漂移小、输入阻抗高等特点。
它广泛应用于信号放大、滤波、模拟信号处理等领域。
二、运算放大器的引脚及其功能运算放大器一般有四个引脚,分别是:1.非反相输入端(IN-),也称为负输入端。
它是运算放大器输入信号的负极性端,输入信号在此端输入。
2.非反相输出端(OUT-),也称为负输出端。
它是运算放大器输出信号的负极性端,输出信号在此端输出。
3.反相输入端(IN+),也称为正输入端。
它是运算放大器输入信号的正极性端,输入信号在此端输入。
4.反相输出端(OUT+),也称为正输出端。
它是运算放大器输出信号的正极性端,输出信号在此端输出。
三、运算放大器 1 至 4 脚的供电方法运算放大器 1 至 4 脚的供电方法有以下几种:1.单电源供电:在这种方法中,运算放大器的 1 至 4 脚都接在一个电源正负极上。
这种方法简单,但运算放大器的输出信号幅值受限于电源电压。
2.双电源供电:在这种方法中,运算放大器的 1、3 脚接在一个电源正负极上,2、4 脚接在另一个电源正负极上。
这种方法可以提供较大的输出信号幅值,但需要注意电源电压的极性。
3.差分供电:在这种方法中,运算放大器的 1、2 脚接在一个电源正负极上,3、4 脚接在另一个电源正负极上。
这种方法可以降低电源电压对输出信号幅值的限制,并提高运算放大器的共模抑制能力。
四、注意事项在使用运算放大器进行 1 至 4 脚供电时,需要注意以下几点:1.根据实际电路需求选择合适的供电方法。
2.确保电源电压稳定,避免因电源电压波动影响运算放大器的性能。
3.注意电源的极性,避免接错电源导致运算放大器损坏。
运算放大器1至4脚供电
![运算放大器1至4脚供电](https://img.taocdn.com/s3/m/51f26137f342336c1eb91a37f111f18582d00c4f.png)
运算放大器1至4脚供电摘要:1.运算放大器简介2.运算放大器脚位分布3.1 至4 脚供电的作用4.供电方式及电压要求5.总结正文:运算放大器是一种电子器件,广泛应用于各种电子设备和系统中。
它具有高度的差分输入特性和开环增益,能够对输入信号进行放大、积分、微分等处理。
运算放大器通常有四个脚,分别为1 至4 脚,每个脚都有特定的功能。
1 至4 脚供电是运算放大器的一个重要特性。
脚1 和脚4 是负电源输入端,脚2 和脚3 是正电源输入端。
这种设计使得运算放大器可以在负电源和正电源之间工作,从而实现对输入信号的放大处理。
1 至4 脚供电的作用主要体现在以下几点:1) 为运算放大器提供稳定的工作电压:运算放大器需要一个稳定的工作电压来保证其正常运行。
通过1 至4 脚供电,可以为运算放大器提供稳定的正负电压,使其能够对输入信号进行准确的放大和处理。
2) 实现输入信号的放大:运算放大器通过1 至4 脚供电,可以实现对输入信号的放大。
当输入信号施加在运算放大器的非反相输入端(脚1)和反相输入端(脚2)时,运算放大器会根据输入电压差值的大小,产生相应的输出电压。
3) 稳定输出电压:运算放大器的输出电压受到1 至4 脚供电的影响。
当运算放大器工作在电压跟随模式时,输出电压接近于正负电源电压,从而实现稳定的输出电压。
在实际应用中,1 至4 脚供电方式有单电源供电和双电源供电两种。
单电源供电是指运算放大器仅使用一个正电源和一个负电源,而双电源供电是指运算放大器分别使用一个正电源和一个负电源。
不同的供电方式对运算放大器的性能和应用场景有一定的影响。
总之,运算放大器的1 至4 脚供电在保证其正常运行和实现信号放大功能方面起着关键作用。
运算放大器的单电源供电方法
![运算放大器的单电源供电方法](https://img.taocdn.com/s3/m/974ba95abe23482fb4da4c96.png)
运算放大器的单电源供电方法大部分运算放大器要求双电源(正负电源)供电,只有少部分运算放大器可以在单电源供电状态下工作,如LM358(双运放)、LM324(四运放)、CA3140(单运放)等。
需要说明的是,单电源供电的运算放大器不仅可以在单电源条件下工作,也可在双电源供电状态下工作。
例如,LM324可以在、+5~+12V单电源供电状态下工作,也可以在+5~±12V双电源供电状态下工作。
在一些交流信号放大电路中,也可以采用电源偏置电路,将静态直流输出电压降为电源电压的一半,采用单电源工作,但输入和输出信号都需要加交流耦合电容,利用单电源供电的反相放大器如图1(a)所示,其运放输出波形如图1(b)所示。
该电路的增益Avf=-RF/R1。
R2=R3时,静态直流电压V o(DC)=1/2Vcc。
耦合电容Cl和C2的值由所需的低频响应和电路的输入阻抗(对于C1)或负载(对于C2)来确定。
Cl 及C2可由下式来确定:C1=1000/2πfoRl(μF);C2=1000/2πfoRL(μF),式中,fo是所要求最低输入频率。
若R1、RL单位用kΩ,fO用Hz,则求得的C1、C2单位为μF。
一般来说,R2=R3≈2RF。
图2是一种单电源加法运算放大器。
该电路输出电压V o=一RF(V1/Rl十V2/R2十V3/R3),若R1=R2=R3=RF,则Vo=一(V1十V2十V3)。
需要说明的是,采用单电源供电是要付出一定代价的。
它是个甲类放大器,在无信号输入时,损耗较大。
思考题(1)图3是一种增益为10、输入阻抗为10kΩ、低频响应近似为30Hz、驱动负载为1kΩ的单电源反相放大器电路。
该电路的不失真输入电压的峰—峰值是多少呢?(提示:一般运算放大器的典型输入、输出特性如图4所示);(2)图5是单电源差分放大器。
若输入电压为50Hz交流电压,V1=1V,V2=O.4V,它的输出电压该是多少呢?。
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运算放大器的单电源供电原理
大部分运算放大器要求双电源(正负电源)供电,只有少部分运算放大器可以在单电源供电状态下工作,如LM358(双运放)、LM324(四运放)、
CA3140(单运放)等。
需要说明的是,单电源供电的运算放大器不仅可以在单电源条件下工作,也可在双电源供电状态下工作。
例如,LM324可以在、+5~+12V单电源供电状态下工作,也可以在+5~±12V双电源供电状态下工作。
在一些交流信号放大电路中,也可以采用电源偏置电路,将静态直流输出电压降为电源电压的一半,采用单电源工作,但输入和输出信号都需要加交流耦合电容,利用单电源供电的反相放大器如图1(a)所示,其运放输出波形如图1(b)所示。
该电路的增益Avf=-RF/R1。
R2=R3时,静态直流电压Vo(DC)=1/2Vcc。
耦合电容Cl和C2的值由所需的低频响应和电路的输入阻抗(对于C1)或负载(对于C2)来确定。
Cl及C2可由下式来确定:C1=1000/
2πfoRl(μF);C2=1000/2πfoRL(μF),式中,fo是所要求最低输入频率。
若R1、RL单位用kΩ,fO用Hz,则求得的C1、C2单位为μF。
一般来说,R2=R3≈2RF。
图2是一种单电源加法运算放大器。
该电路输出电压Vo=一RF(V1/Rl 十V2/R2十V3/R3),若R1=R2=R3=RF,则Vo=一(V1十V2十
V3)。
需要说明的是,采用单电源供电是要付出一定代价的。
它是个甲类放大器,在无信号输入时,损耗较大。