运算放大器的简单介绍和应用
作者:张阿永 QQ:793805481
一、运算放大器
运算放大器(简称“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元, 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。
运算放大器是一个内含多级放大电路的电子集成电路,其输入级是差分放大电路,具有高输入电阻和抑制零点漂移能力;中间级主要进行电压放大,具有高电压放大倍数,一般由共射极放大电路构成;输出极与负载相连,具有带载能力强、低输出电阻特点。运算放大器的应用非常广泛。
其常用符号如图所示:
端口含义:
外部电源连接:
然而,在一般情况下,常常省略运算放大器的电源连接,直接用常用符号表示即可。
而且,实际运算放大器的开环电压增益非常大,一般情况下,我们可以进一步地将其简化为理想运放模型。 满足如下特性:
Vp≈Vn (虚短) Ip= -In=0 (虚断)
在分析含运算放大器的电路时,直接将其按理想运算处理。
二、运算放大器的简单应用
1.反相放大器
反相放大器电路具有放大输入信号并反相输出的功能。“反相”的意思是正、符号颠倒。这个放大器应用了负反馈技术。
分析:
输出端不加电源电压时,正相输入端(+)和反相输入端(-)被认为施加了相同的电压,也就是说可以认为是虚短路。所以,当正相输入端(+)为0V时,A点的电压也为0V。而且,由虚断易得:
=
。根据欧姆定律得:
= / =- /
所以: =- /
2.T型反馈网络
分析过程: 设B点电压为
,根据电压和电流关系可得:
=
= +
= /
=- /
=- /
=( - /
联立以上各式可得:
3.同相放大器
与反相放大器电路最大的不同是,在同相放大器电路中,输入波形和输出波形的相位是相同的,以及输入信号是加在正相输入端(+)。与反相放大器电路相同的是,两个电路都利用了负反馈。
分析:
通过虚短路,正相输入端(+)和反相输入端 (-)的电压都是
,即点A电压为
。同样,利用欧姆定律可得:
= /
=( - )/
=
联立以上各式可得: =(1+ / )
同相放大器的另一种接法
分析方法与上边类似,此处不再赘述。
4.加法器
加法器是指输出信号为几个输入信号之和的放大器,可利用叠加原理进行分析。
反相加法器:
其结果:
同相加法器:
5.减法器
电路形式:
6.积分器
电路形式:
根据“虚短”,得:
根据“虚断”,得:
因此:
电容器被充电,其充电电流为 。
设电容器C的初始电压为零,则:
7.微分器
电路形式:
微分器分析同积分器类似,结果为:
关于运算放大器的简单介绍和应用,本篇就介绍到这里,欢迎大家私信提问。