非常好的运算放大器基础
经典的运算放大器基本电路大全
运算放大器基本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。
运算放大器基本知识
运算放大器基本知识
运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP)是一种特殊的电子放大器,以其性能优良、可靠性高而被广泛应用。
运算放大器由直流耦合放大器、输出级和反馈网络组成。
运算放大器的特点如下:
1. 高增益:运算放大器具有非常高的直流电压增益,通常在
10^5至10^6之间。
2. 宽频带:运算放大器在0频到几兆赫兹的频率范围内能够提供线性放大。
3. 低失调:运算放大器的失调输入电压和失调输入电流非常小。
4. 大输入阻抗:运算放大器的输入阻抗通常很大,可以达到几兆欧姆。
5. 小偏移电压:运算放大器的输入端之间的偏移电压非常小。
6. 大输出电流:运算放大器的输出电流能够达到几百毫安。
运算放大器的基本运算包括放大、求和、差分和积分等。
运算放大器的输出电压等于输入电压与输入电阻之间的乘积。
通过调节反馈网络中的电阻和电容,可以实现各种各样的运算功能。
学好的运算放大器的16个基础知识点
学好的运算放大器的16个基础知识点1、一般反相/同相放大电路中都会有一个平衡电阻,这个平衡电阻的作用是什么呢?(1) 为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。
芯片内部的电路通常都是直接耦合的,它能够自动调节静态工作点,但是,如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地,它的自动调节功能就不正常了,因为芯片内部的晶体管无法抬高地线的电压,也无法拉低电源的电压,这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件,电路需要另外分析。
(2)消除静态基极电流对输出电压的影响,大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡,这也是其得名的原因。
2、同相比例运算放大器,在反馈电阻上并一个电容的作用是什么?(1)反馈电阻并电容形成一个高通滤波器, 局部高频率放大特别厉害。
(2)防止自激。
3、运算放大器同相放大电路如果不接平衡电阻有什么后果?(1)烧毁运算放大器,有可能损坏运放,电阻能起到分压的作用。
4、在运算放大器输入端上拉电容,下拉电阻能起到什么作用?(1)是为了获得正反馈和负反馈的问题,这要看具体连接。
比如我把现在输入电压信号,输出电压信号,再在输出端取出一根线连到输入段,那么由于上面的那个电阻,部分输出信号通过该电阻后获得一个电压值,对输入的电压进行分流,使得输入电压变小,这就是一个负反馈。
因为信号源输出的信号总是不变的,通过负反馈可以对输出的信号进行矫正。
5、运算放大器接成积分器,在积分电容的两端并联电阻RF 的作用是什么?(1) 泄放电阻,用于防止输出电压失控。
6、为什么一般都在运算放大器输入端串联电阻和电容?(1)如果你熟悉运算放大器的内部电路的话,你会知道,不论什么运算放大器都是由几个几个晶体管或是MOS 管组成。
在没有外接元件的情况下,运算放大器就是个比较器,同相端电压高的时候,会输出近似于正电压的电平,反之也一样……但这样运放似乎没有什么太大的用处,只有在外接电路的时候,构成反馈形式,才会使运放有放大,翻转等功能……7、运算放大器同相放大电路如果平衡电阻不对有什么后果?(1)同相反相端不平衡,输入为0 时也会有输出,输入信号时输出值总比理论输出值大(或小)一个固定的数。
运算放大器的电阻电路基础知识讲解
重点
(1)理想运算放大器的外部特性; (2)含理想运算放大器的电阻电路分析; (3)熟悉一些典型的电路;
5.1 运算放大器的电路模型
1. 简介
运算放大器(operational amplifier)
是一种有着十分广泛用途的电子器件。最早开始应 用于1940年,1960年后,随着集成电路技术的发展, 运算放大器逐步集成化,大大降低了成本,获得了越来 越广泛的应用。
3V
R
R
u0 u1 2u3 6 3 3V
练习 设计一个用运放和电阻组成的电路,其输出电压为:
2x-y-z
其中x、y、z 分别表示三个输入电压的值,设x、y、z不超过
10V,同时要求每一个电阻的功率不超过0.5W,确定各电阻的 值。
uy
R
R uz
ux R 2R
R
_
+
+
+ u_o
Usat
-
近似特性
实际特性
②正向饱和区:
ud> 则 uo= Usat
③反向饱和区:
O
Ud/mV
ud<- 则 uo= -Usat
-Usat
是一个数值很小的电压,例如 Usat=13V,A =105,则=0.13mV。
3. 电路模型 输出电阻
u-
Ri u+
+_RAo(u+-uu+-o)
当: u+= 0, 则uo=-Au-
u1
_
u2
R2 R1 R2
u1
R1
+
u1 _
R2
+
+
+
运算放大器的基础知识
运算放大器基础知识总结
运算放大器基础知识总结简介:本文主要针对运算的一些基础学问和做了具体介绍。
第一、偏置如何补偿对于我们常用的反相,其典型电路如下:在这种状况下,R3为平衡,其大小计算公式普通为这些运算放大器学问你注重到了吗,这样,在可以很好的保证运放的电流补偿,使正负端偏置电流相等。
若这些运算放大器学问你注重到了吗时,甚至取值更大时,会产生更大的噪声和飘逸。
但是,应大于输入信号源的内阻。
擅长思量的工程师都会想到,当为同相放大器的时候,其原理又是什么呢?现在我们先回顾下同相运放的设计电路:在同相比例运放中偏置电阻大小为这些运算放大器学问你注重到了吗,当计算出的Rp为负值时,需要将该电阻移动到正相端,与R1串联在输入端。
这里额外多插入一句,同相比例运放具有高输入阻抗,低输出阻抗的特性,广泛应用在前置运放电路中。
其次、调零电路种种今日运放已经进展的很快速,附注功能各种各样,例如有些运放已经具有了调零的外接端口,此时依据数据手册进合适的电阻挑选就可以完成运放调零。
例如LF356运放,其典型电路如下:另外一些低成本的运放或许不带这些自动调整功能,那么作为设计师的我们也不犯难,通过容易的加法电路、减法电路等可以完成固定的调零(虽然有时这种做法有隔靴挠痒的作用)。
当要举行通常在补偿电路中增强一个电路,利用PN结的温度特性,完成运放的温度补偿。
例如在LF355典型电路中将三极管电路嵌入在V+和25K反馈电阻之间。
第三、相位补偿如何挑选当我们阅读一个集成运放数据手册的时候,会发觉集成运放的内部其实是一个多级的放大器,因此,不行避开的对系统引入了极点使得电路需要举行相位补偿。
通常采纳超前补偿、滞后补偿和滞后-超前补偿。
所谓的超前补偿就是相移减小的补偿,通俗的讲就是使电路浮现零点,在该频率处的输出信号比输入信号的相位超前45°。
通过计算将浮现极点的频率点人工设计出一个零点,从而使系统变得稳定。
滞后补偿通常可以理解为使相移增大的补偿。
运算放大器基础:比较器电路
于检测电压何时上升超过某个点。
在电子电路设计中经常使用比较两个电压并根据两个电压的比较提供数字输出的电路。
对于比较器电路,需要一个高增益放大器,这样即使输入端的微小变化也会导致输出电平牢固切换。
运算放大器用于许多电子电路设计,但特定的比较器芯片可提供更好的性能。
1.比较器应用比较器电路在电子电路设计中有很多用途。
通常需要能够检测到某个电压并根据检测到的电压切换电路。
一个例子可以用于温度检测电路。
这可能会产生取决于温度的可变电压。
当温度低于给定点时,可能需要打开加热,这可以通过使用比较器来检测与温度成比例的电压何时降至某个值以下来实现。
对于这些和许多其他用途,可以使用称为比较器的电路。
2.什么是比较器?顾名思义,比较器意味着这些电子元件和电路用于比较两个电压。
当一个高于另一个时,比较器电路输出处于一种状态,当输入条件相反时,比较器输出切换到另一种状态。
比较器基本部件包括一个具有差分输入的高增益放大器- 一个反相输入和一个同相输入。
在工作方面,比较器根据输入状态在高电平和低电平之间切换。
如果同相输入高于反相输入,则输出为高电平。
如果同相输入低于反相输入,则输出为高电平。
比较器工作摘要3.比较器和运算放大器虽然使用运算放大器作为比较器很容易,特别是当包含多个运算放大器的芯片有一个备用运算放大器时,可能很容易使用。
但是,采用这种方法并不总是可取的。
运算放大器可能无法始终正常工作,或者可能无法提供最佳性能。
也就是说,当应用要求不高时,使用这些电子元件总是很诱人,因为它们可能已经可用。
比较器芯片和运算放大器的性能在许多方面有很大不同:运算放大器闩锁:在某些情况下,特别是当运算放大器被强力驱动时,它可能会闩锁,即即使输入发生变化,输出也保持不变。
比较器设计为在此模式下工作,切勿闩锁。
这是使用比较器而不是运算放大器可能具有明显优势的一个关键领域。
开环操作:运算放大器设计为在闭环模式下使用,其电路针对此类场景进行了优化。
集成运算放大器的基础知识-图解
图6-6为实际集成运放和理想集成运放的电压传输特性。传输特性分为线性区和 非线性区。 1)线性区 当集成运放输入信号很微小时,集成运放输出信号随输入信号变化线性变化, 其比值为集成运放的电压放大倍数。集成运放工作在线性状态。一般电路引入 强度负反馈时才可保证集成运放工作在线性区。 集成运放工作在线性区时有两个重要特征: (1)虚短:输入信号很微小,近似为0,两输入端电位近似相同, ,近似为短路, 称为“虚短” (2) 虚断: 集成运放工作在线性区时,由于输入阻抗很高近似为∞,输入电流, 两输入端相当于断开,称为“虚断”。 “虚短”与虚断”是分析运算放大器的线性应用的重要依据。 2)非线性区 集成运放开环状态时工作在非线性区,输出电压为最大饱和值:+U 0m或 - U 0m, 不随输入电压变化。
图 6-15 例6-3用图
1.认识电路 2.电路安装 3.电路调试
1.认识电路
1 集成电压比较电路—— LM119(319)及KA319简介. LM119(319)的管脚图如图6-18 , LM119为军用,LM319为民用。 KA319的管脚图如图6-19 2 电路的组成: A1及外围元件构成过压检测器,A2 及外围元件构成欠压检测器,VZ提 供参考电压即阀门电压,R3为VZ的 限流电阻。VZ为2.5V的稳压管。
2.其他几种运算
6.2.2集成运算放大器的非线性应用
集成运放在开环状态时,一般工作在非线性区。可做电压比较器使用。
图6-14(a) 为电压比较器电路及电压传输特性,
当 ui
U
时,
R
u
0
U om
当 ui
U
时,
R
u
0
U om
通过输出电压的正负可显示两输入端电位的关系,实现电压比较,如图6-14(b)。
模电运算放大器基础知识总结
模电运算放大器基础知识总结模拟电路中的运算放大器是一种重要的电子器件,用于放大输入信号并输出放大后的信号。
在模拟电路设计和运算放大器的应用中,掌握一些基础知识是非常重要的。
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电路。
它通常由一个差分放大器和一个输出级组成。
差分放大器负责放大输入信号,而输出级则负责将放大后的信号输出。
运算放大器的基本特性包括放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、失调电压和失调电流等。
放大倍数是指输入和输出之间的增益关系,一般用电压增益表示。
输入阻抗是指输入端对外部电路的阻抗,输出阻抗是指输出端对外部电路的阻抗。
失调电压和失调电流是指运算放大器在工作时产生的误差。
在运算放大器的应用中,常见的电路包括反相放大器、非反相放大器、加法器、减法器、积分器和微分器等。
反相放大器是将输入信号进行反相放大的电路,非反相放大器则是将输入信号进行非反相放大的电路。
加法器可以将多个输入信号相加,减法器可以将多个输入信号相减。
积分器可以对输入信号进行积分,微分器可以对输入信号进行微分。
在运算放大器的设计中,需要考虑一些关键参数,包括增益带宽积、相位裕度和稳定性等。
增益带宽积是指运算放大器在增益和带宽之间的乘积,相位裕度是指运算放大器的相位裕量与频率之间的关系,稳定性是指运算放大器在不同工作条件下的稳定性能。
为了实现更好的性能,运算放大器的设计需要考虑一些技术细节,包括电源抗扰度、共模抑制比、温漂和功耗等。
电源抗扰度是指运算放大器对电源电压波动的抵抗能力,共模抑制比是指运算放大器对共模信号的抵制能力,温漂是指运算放大器在温度变化时的性能变化,功耗是指运算放大器在工作时消耗的功率。
当设计和使用运算放大器时,还需要考虑一些常见问题和应用注意事项。
例如,输入和输出范围、电源电压、偏置电流和失调电压等问题都需要仔细考虑。
此外,还需要注意信号的幅度、频率和相位等特性,以确保运算放大器的正常工作和性能。
运算放大器是模拟电路中非常重要的器件,掌握它的基础知识对于模拟电路设计和应用至关重要。
运算放大器基础知识
运算放大器基础知识运算放大器基础知识运算放大器(简称“运放”)的作用是调节和放大模拟信号。
常见的应用包括数字示波器和自动测量装置、视频和图像计算机板卡、医疗仪器、电视广播设备、航行器用显示器和航空运输控制系统、汽车传感器、计算机工作站和无线基站。
理想的运放理想的运放如图1所示。
通过电阻元件(或者更普遍地通过阻抗元件)施加的负反馈可以产生两种经典的闭环运放配置中的任何说说:反相放大器(图2)和非反相放大器(图3)。
这些配置中的闭环增益的经典等式显示,放大器的增益基本上只取决于反馈元件。
另外,负反馈还可以提供稳定、无失真的输出电压。
电压反馈(VFB)运放电压反馈运放和前文说明的理想运放一样,它们的输出电压是两个输入端之间电压差的函数。
为设计用途,电压反馈运放的数据表定义5种不同的增益:开环增益(AVOL)、闭环增益、信号增益、噪声增益和环路增益。
负反馈可以改变AVOL 的大小。
对高精度放大器来说,无反馈运放的AVOL值非常大,约为160dB或更高(电压增益为10,000或更高)。
图1:理想的运放。
A VOL 的范围很大,在数据表中它通常以最小/最大值给出。
AVOL还随着电压电平、负载和温度的变化而变化,但这些干扰都很小,通常可以忽略不计。
当运放的反馈环路闭合时,它可以提供小于AVOL的闭环增益。
闭环增益有信号增益和噪声增益两种形式。
信号增益(A)指输入信号通过放大器产生的增益,它是电路设计中头等重要的增益。
下面给出了电压反馈电路中信号增益的两个最常见的表达式,它们被广泛用在于反相和同相运放配置中。
图2:反相放大器(a)和非反相放大器(b)是两种经典的闭环运放配置。
对于反相放大器,A =-R fb /R in对于同相放大器,A =1+R fb /R in其中,R fb 是反馈电阻,R in 是输入电阻。
噪声增益指运放中的噪声源增益,它反映了放大器的输入失调电压和电压噪声对输出的干扰。
噪声增益的等式和上述同相放大器的信号增益等式相同。
运算放大器的基本电路原理
运算放大器的基本电路原理x《运算放大器的基本电路原理》运算放大器(Operational Amplifier),也称为操作放大器,是一种电路,用于放大或减小一个信号的幅度。
它采用线性方程运算,可以提供高增益,对传感器的信号进行处理,并能将信号放大或通过控制电路发送到其他系统中。
操作放大器的基本电路是一个双极双极型放大器,由两个输入端,一个负输入端和一个正输入端组成。
正负输入端组成基准点,该基准点由两个反向放大接地(inverting and noninverting)的电源供电。
反向和非反向放大源的电压与基准点的电压是一致的,这种情况下反向放大源的电压具有负性,而非反向放大源具有正性,这就形成了一个双极放大器。
当负输入端的电压发生变化时,正输入端的电压也会发生变化。
反之亦然。
当负输入端的电压小于正输入端时,反向放大源的电压会增大,而非反向放大源的电压却减小。
反之亦然。
因此,这种基本电路可以实现简单的比例控制,允许电压调节比例。
基于上述原理,可以用操作放大器制作电压调节器、特殊的比较电路、二极管驱动器、音量控制电路等。
此外,它还用于信号过滤、回波消除、变频器、回放机检测等应用。
操作放大器不仅可以用来放大信号,还可以用来减小输出信号。
当一个信号被输入进来时,基准点的电压会发生变化,从而降低反向电源的电压。
当此电压减小时,变压器的输出也会减小,从而得到一个更小的输出信号。
这种电路也可以制作为滤波器,用于滤除低频噪声。
总之,操作放大器是一种电路,可以用来放大或减小信号的幅度,因此用于很多方面,包括电压调节器、特殊比较电路、二极管驱动器、音量控制电路、信号过滤、回波消除、变频器、回放机检测等。
运放内部结构详细讲解
运放内部结构详细讲解1. 运算放大器的基础知识运算放大器,咱们通常叫它“运放”,其实就是个神奇的小东西,电路里的万金油。
它的作用简单粗暴:放大信号。
不过,嘿,放大可不是乱放大的,得有技巧。
就好比你在KTV唱歌,得找个合适的麦克风才能把你的声音唱得嘹亮。
运放里有个“增益”参数,就是调节你声音大小的那根“调音旋钮”。
一般来说,它有两个输入,一个输出,听起来是不是有点复杂,但实际上就像你跟朋友聊八卦,一个说一个听,最后得出一个结论。
1.1 运放的结构概览要聊运放的内部结构,咱得先从它的基本组成部分说起。
它通常包含差分放大器、增益级和输出级。
差分放大器就像一对双胞胎兄弟,它能把两个输入信号进行比较,然后把差别放大。
增益级则是给信号加油,让它变得更强大。
最后,输出级负责把这个强大的信号输出,就像把最后的产品送到客户手里。
简单来说,运放就像一个工厂,信号在里面经过几道工序,最终变得更有力量。
1.2 差分放大器的魔力差分放大器是运放的核心,就像是一位聪明的侦探,专门负责分析两个信号之间的微小差异。
想象一下,你在聚会上听到两个朋友争论,这位侦探就能捕捉到他们说的每一个细节,并且放大这些细节,让你更清楚地听到他们的争论。
而差分放大器的两个输入,一个叫“正相输入”,另一个叫“负相输入”,这两个输入就像是左右耳,左耳听到的声音和右耳听到的声音经过处理后,合成了你脑海里的完整画面。
2. 增益级的重要性接下来,我们来聊聊增益级。
增益级就像是为信号打上“鸡血”,让它变得更有活力。
运放的增益可以是固定的,也可以是可调的,这就好比你在运动时,有的人能轻松跑步,有的人则需要一点音乐来提振精神。
通过调节增益,运放可以适应不同的应用场景,真是个灵活的小家伙。
实际上,增益级的设计也会影响运放的性能,好的设计能确保信号的失真率尽可能低,让你的声音依旧清脆动听。
2.1 输出级的最后一公里最后,咱们得提到输出级。
这个部分就像是运放的“快递员”,负责把信号准确无误地送到目的地。
运算放大器基础知识详解
运算放大器基础知识详解
运算放大器简述
运算放大器(简称“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。
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,故得名“运算放大器”。
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,大部分的运放是以单芯片的形式存在。
运放的种类繁多,广泛应用于电子行业当中。
运算放大器发展史
1941年
1941年:贝尔实验室的Karl D. Swartzel Jr.发明了真空管组成的第一个运算放大器,并取得美国专利2,401,779,命名为“Summing Amplifier”;
1952年
1952年:首次作为商业产品贩售的运算放大器是George A. Philbrick Researches(GAP/R)公司的真空管运算放大器,型号K2-W;
1963年
1963年:第一个以集成电路单一芯片形式制成的运算放大器是Fairchild Senmiconductors 的Bob Widlar所设计的μA702,1965年经改后推出μA709;
1968年
1968年:Fairchild半导体公司推出的μA741。
迄今为止仍然在生产使用,他是有史以来。
集成运算放大器的应用基础
U R1
2.电压放大倍数
由图5-16可见R1和Rf组成分压器,反馈电压
Uf=Uo
R1 R f R1
由于Ui=Uf,则
Ui=Uo
R1 R f R1
或Uo=
R1 R f R1
Ui=(1+
Rf R1
)Ui
由上式可得电压放大倍数
Rf Uo Auf= =1+ R1 Ui
上式表明:同相输入放大电路中输出 电压与输入电压的相位相同,大小成比 例关系,比例系数(1+)。 在图5-16中如果把 Rf 短路( Rf=0), 把 R1 断开( R1→∞),则 Auf=1。即输入 信号Ui和输出信号Uo大小相等,相位相同。
由于集成运放的差模输入电阻 Rid→∞,输入 偏置电流IB≈0,不向外部索取电流,因此两输 入端电流为零。即Ii-=Ii+=0,这就是说,集 成运放工作在线性区时,两输入端均无电流, 称为“虚断”。 由于理想运放开环电压放大倍数为无穷大, 最大输出电压UO=Aud(U+-U-)为一有限值, 所以两输入端电位近似相同,即U-=U+。由此 可见,集成运放工作在线性区时,两输入端电 位相等,称为“虚短”。
三、运算放大器的基本电路
(一)反相输入放大电路 (二)同相输入放大电路
(一)反相输入放大电路
1.“虚地”的概念
2.电压放大倍数 3.输入电阻,输出电阻
图5-15所示为反相输入放大电路, 输入信号经R1加到反相输入端,Rf为反馈 电阻,经Rf把输出信号电压Uo反馈到反相 端,构成深度电压并联负反馈。
3.输入电阻、输出电阻
由于采用了深度电压串联负反馈,该 电路具有很高的输入电阻和很低的输出 电阻。(Rif→∞,Ro→0)。这是同相输入 式放大电路的重要特点。
电工电子技术基础知识点详解1-1-1-理想运放及其分析依据
理想运算放大器1.理想的运算放大器的条件开环电压放大倍数:∞→0u A ;差模输入电阻: ∞→id r ;开环输出电阻0→o r ;共模抑制比:∞→CMRR K 。
由于实际运算放大器的参数接近理想化条件,因此用理想运算放大器模型分析实际的运算放大器不会产生多大的误差。
2.理想的运算放大器的图形符号图1 理想运算放大器图形符号图1为理想运算放大器的图形符号。
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。
它们对地的电压分别用-u 、+u 和o u 表示。
“∞”表示开环电压放大倍数的理想化条件。
3.分析理想的运算放大器的重要结论将运算放大器理想化后,分析由理想运算放大器构成的线性应用电路时,分析依据有两条:(1) 两输入端“虚短路”由于运算放大器开环电压放大倍数很高,近似为∞,而输入电压又是有限制,所以00≈=u o i A u u 即集成运算放大器两输入端的电压非常接近于零,但又不是短路,故称为“虚短”。
即-+≈u u(2) 两输入端“虚断路”由于运算放大器差模输入电阻很高,,∞→id r 在线性放大区工作时输入端的差值电压-+-u u 又很小,因此流进两输入端的电流近似为零,即0,0≈≈-+i i上式表明,流入集成运放的两输入端的电流可视为零,但不是真正断开, 故称为“虚断”。
(3) 若同相输入端接“地”(0u),则反相输入端近似等于“地”电位,称=+为“虚地”,即=u-输入端的“虚短”和“虚断”体现了运算放大器在理想化条件下矛盾的对立和统一,是分析集成运算放大电路的基本依据。
运算放大器基础1——缓冲器跟随器
运算放大器基础1——缓冲器/跟随器今天我们学习带有反馈的运放电路。
最简单的反馈,就是将运放输出直接接到运放的反相输入端,这种电路有一个特定的名称——“缓冲器/跟随器”(Buffer Amplifier),其输出总是跟随着输入,主要的作用是阻抗变换。
以下,我们来逐一分析。
一、缓冲器/跟随器对于任何有反馈的运放电路,我们需要记住两条原则:运放反相和正相输入端电压总是相等运放反相和正相输入端没有电流输入运放作为缓冲器的电路如下:图1-运放作为缓冲器电路对于缓冲器电路,由于输出直接连接了反相输入,根据上述两条原则,所以Vout = Vin+ = Vin-。
可见,运放此时并没有放大电压,那运放起了什么作用?答案是阻抗变换。
二、阻抗变换我们知道电源有内阻,负载有阻抗(不考虑频率响应的话,阻抗就等于电阻)。
图2-电源内阻与负载阻抗对于电压型负载来说,电源内阻越小、负载阻抗越大越好,这样它获得的电压越大。
如果电源内阻较大,而负载阻抗较小,那负载就无法获得较高份额的电压。
对于这种情况,需要加入缓冲器:图3-通过运放缓冲器作为阻抗变换缓冲器的特点是输入阻抗无穷大,而输出阻抗又很小,在它后面接上负载,可以让负载保证获得较大电压。
三、缓冲器/跟随器案例我们来构建一个案例,如下图,电源输入是12V,通过稳压二极管获得9V电压,后又经过两个10KΩ电阻分压获得4.5V电压,并以此为负载供电。
那么,假设我们的负载是200Ω,如果直接到10KΩ电阻上,负载上的电压是多少呢?还是4.5V吗?图4-负载直接接在10KΩ电阻上,负载电压降低可见,实际负载的电压只有173mV。
大家可以通过KVL公式(基尔霍夫电压定律)计算一下是不是这个结果。
如果通过运放缓冲器接到10KΩ电阻上,是什么结果呢?图5-负载通过缓冲器接在10KΩ电阻上,负载电压稳定可见,由于运放的高输入阻抗、低输出阻抗,使得最终负载获得的电压还是4.5V。
(全文完)。
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非常好的运算放大器基础
1.一般反相/同相放大电路中都会有一个平衡电阻,这个平衡电阻的作用是什幺呢?
(1) 为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。
芯片内部的电路通常都是直接耦合的,它能够自动调节静态工作点,但是,如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地,它的自动调节功能就不正常了,因为芯片内部的晶体管无法抬高地线的电压,也无法拉低电源的电压,这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件,电路需要另外分析。
(2)消除静态基极电流对输出电压的影响,大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡,
这也是其得名的原因。
2.同相比例运算放大器,在反馈电阻上并一个电容的作用是什幺??
(1)反馈电阻并电容形成一个高通滤波器, 局部高频率放大特别厉害。
(2)防止自激。
3.运算放大器同相放大电路如果不接平衡电阻有什幺后果?。