103运算放大器反馈

运算放大器的原理、特点及简单应用10021187 何堃熙一、运算放大器简介：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。

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。

二、运算放大器的原理运放如图有两个输入端a（反相输入端），b(同相输入端)和一个输出端o。

也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端。

当电压U-加在a端和公共端(公共端是电压为零的点，它相当于电路中的参考结点。

)之间，且其实际方向从a 端高于公共端时，输出电压U 实际方向则自公共端指向o端，即两者的方向正好相反。

当输入电压U+加在b端和公共端之间，U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同。

为了区别起见，a端和b 端分别用"-"和"+"号标出，但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性。

电压的正负极性应另外标出或用箭头表示。

反转放大器和非反转放大器如下图：一般可将运放简单地视为：具有一个信号输出端口（Out）和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元，因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。

运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。

对于双电源供电运放，其输出可在零电压两侧变化，在差动输入电压为零时输出也可置零。

采用单电源供电的运放，输出在电源与地之间的某一范围变化。

运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值，而低于正电源某一数值。

经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化，甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。

这种运放称为轨到轨（rail-to-rail）输入运算放大器。

运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比，在音频段有：输出电压=A0（E1-E2），其中，A0 是运放的低频开环增益（如100dB，即100000 倍），E1 是同相端的输入信号电压，E2 是反相端的输入信号电压。

用于磁流变液体阻尼器的可控电流放大器作者：刘泽西关键词：磁流变液体，阻尼器，电流放大器摘要：本文提出一种简便紧奏的可控PWM(脉宽调制)闭环电流放大器，具有精度高、线性度好、效率高、调试方便和成本低等特点，不仅可用于磁流变液体阻尼装置，也可用于任何电磁线圈电路、加热器或照明电路。

0 引言磁流变液体(Magneto Rheological Fluids)是一种新型相变材料。

它是一种由高磁导率、低磁滞性的微小(微米甚至纳米级)软磁性颗粒和非导磁体液体混合而成的磁性粒悬浮液[1]。

当无磁场时，悬浮的微粒铁颗粒自由地随液体运动；当施加磁场时，这些悬浮的微粒铁颗粒被互相吸引，形成一串串链式结构从磁场一极到另一极，此时磁流变液体就在毫秒级的瞬间由牛顿流体变成塑性体或有一定屈服剪应力的粘弹性体。

当改变磁场线圈中的电流从而获得不同强度的磁场，磁流变液的屈服剪应力也发生变化，即在强磁场作用下，抗剪切力很大，呈现出高粘度、低流动性的液体特性；在零磁场条件下呈现出低粘度的特性。

其剪切屈服强度与磁场强度(或电流大小)具有稳定的对应关系。

正是磁流变液的这种流变可控性使其能够实现阻尼力的连续可变，从而达到对振动的主动控制目的。

磁流变液体属于国际研究前沿技术，在车辆、机械、航空航天、舰船、建筑等领域具有广泛的应用前景。

磁流变液体技术越来越多地应用到振动的主动控制和扭矩传递场合，像冲击吸收器、防振动变阻尼器、凯迪拉克汽车的悬挂系统、大型建筑工程的抗震隔离装置、离合器、柔性夹具、光学器件抛光等，甚至在医学领域，人工义肢也采用磁流变液体技术[1-3]。

LORD 公司已经研制出了适用于Rheonetic系列磁流变器件的电流控制器RD-3002。

它可以工作在手动调节和外加电压控制调节两种方式下，能与计算机或PLC构成闭环控制系统。

RD-3002需要外加12 V/2 A的电源，输出电流为0～2 A，价格较贵[4]。

文献[5]采用摩托罗拉公司MC68HC908GP32 MCU为核心设计了用于磁流变阻尼器的电流控制系统。

集成运算放大器习题参考答案一、填空题：1. 理想运放同相输入端和反相输入端的“虚短”指的是同相输入端与反相输入端两点电位相等，在没有短接的情况下出现相当于短接时的现象。

2. 将放大器输出信号的全部或部分通过某种方式回送到输入端，这部分信号叫做反馈信号。

使放大器净输入信号减小，放大倍数也减小的反馈，称为负反馈；使放大器净输入信号增加，放大倍数也增加的反馈，称为正反馈。

放大电路中常用的负反馈类型有并联电压负反馈、串联电压负反馈、并联电流负反馈和串联电流负反馈。

3. 若要集成运放工作在线性区，则必须在电路中引入负反馈；若要集成运放工作在非线性区，则必须在电路中引入开环或者正反馈。

集成运放工作在线性区的特点是输入电流等于零和输出电阻等于零；工作在非线性区的特点：一是输出电压只具有高电平、低电平两种稳定状态和净输入电流等于零；在运算放大器电路中，集成运放工作在线性区，电压比较器集成运放工作在非线性区。

4. 集成运放有两个输入端，称为同相输入端和反相输入端，相应有同相输入、反相输入和双端输入三种输入方式。

5. 放大电路为稳定静态工作点，应该引入直流负反馈；为提高电路的输入电阻，应该引入串联负反馈；为了稳定输出电压，应该引入电压负反馈。

6. 理想运算放大器工作在线性区时有两个重要特点是“虚短”和“虚断”。

二、判断题：1.放大电路一般采用的反馈形式为负反馈。

（对）2．集成运放使用时不接负反馈，电路中的电压增益称为开环电压增益。

（错）3. 电压比较器的输出电压只有两种数值。

（对）4. 集成运放未接反馈电路时的电压放大倍数称为开环电压放大倍数。

（对）5. “虚短”就是两点并不真正短接，但具有相等的电位。

（对）6. “虚地”是指该点与接地点等电位。

（对）7．“虚地”是指该点与“地”点相接后，具有“地”点的电位。

（错）8、集成运放不但能处理交流信号，也能处理直流信号。

（对）9、集成运放在开环状态下，输入与输出之间存在线性关系。

本文简要介绍如何利用ST的二次侧器件TSM家族降低充电器和电源适配器的无负载功耗，这个家族具有精确的电压和电流调节功能，而且在无负载条件下可以使整个系统在无负载条件下将总功耗降到近100mW。

TSM101x家族产品集成了一个电压基准器件和两个运算放大器，是高度集成的需要恒压（CV）和恒流（CC）模式的开关电源解决方案。

电压基准器件和一个运算放大器的集成使之成为理想的电压控制器。

另外一个运算放大器再与这个集成的电压基准器件和几个外部电阻器配合，可以起到一个限流器的功能。

这些产品用于要求恒压和输出限流的充电器以及适配器，可以用于电压参考精度在0.5%到1%之间的各类应用。

在一个典型的充电器和适配器系统内，不同的因素都会在无负载条件下提高总功耗。

但是，从广度上说，总功耗可以分成二次侧产生的功耗(Pout)和一次侧产生的功耗(Pin)。

二次侧功耗本文着重介绍如何降低二次侧功耗，所以，我们从思考开关电源应用二次侧的典型电路图开始介绍，见下图1。

恒流-恒压标准器件是一个集成了两个运算放大器的单片集成电路。

在这两个运算放大器中，一个是独立的器件，而另一个的非逆变输入与一个2.5V固定电压基准电路相连。

ST的TSM103W是这种二次侧器件的一个典型应用。

恒流-恒压器件通常是并联电路，这意味着内部电流发生器需要一个外电源，以极化并将基准电压固定在2.5V (Vref = 2.5V)。

如果我们假定Vout连接一个没电的电池，我们将会看到图2的输出电压-电流特性曲线。

从图2中我们不难看出，负载采用逐渐充电方式，先提高电流，然后再提高电压，以便压降达到最小值。

这种逐渐充电的方法确保电流得到限制，实现稳定的电流。

此后，电压开始上升（同时电流保持恒定），直到恒定的电压值为止。

在一个典型的适配器应用中，最大输出电压20V（无负载条件下），最小输出电压5V（维持恒流的最小电压值）。

为了维持Vout_min = 5V, Vcc_min = 5V，给Vref加偏压所需的最小电流值1mA，这表示：因此，为了维持Vout_min = 5V，我们必须将基准电阻固定在Rref = 2.5k健既然我们固定了基准电阻Rref，我们就应该考虑Vout_max = 20V的无负载条件。

运算放⼤器参数详解运算放⼤器参数详解技术2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号：⼤中⼩订阅运算放⼤器（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。

现今运放的种类繁多，⼴泛应⽤于⼏乎所有的⾏业当中。

历史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。

⽬前所⽤的运算放⼤器，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。

第⼀块集成运放电路是美国仙童（fairchild）公司发明的µA741，在60年代后期⼴泛流⾏。

直到今天µA741仍然是各⼤学电⼦⼯程系中讲解运放原理的典型教材。

原理运放如上图有两个输⼊端a,b和⼀个输出端o.也称为倒向输⼊端(反相输⼊端),⾮倒向输⼊端(同相输⼊端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际⽅向从a 端指向公共端时,输出电压U实际⽅向则⾃公共端指向o端,即两者的⽅向正好相反.当输⼊电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际⽅向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别⽤"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考⽅向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或⽤箭头表⽰.反转放⼤器和⾮反转放⼤器如下图：⼀般可将运放简单地视为：具有⼀个信号输出端⼝（Out）和同相、反相两个⾼阻抗输⼊端的⾼增益直接耦合电压放⼤单元，因此可采⽤运放制作同相、反相及差分放⼤器。

运放的的反馈常系数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述本文将探讨运放的反馈常系数，首先需要了解什么是反馈。

在电子电路中，反馈是指将电路的一部分输出信号返回到输入端，与输入信号进行比较和处理的过程。

反馈的应用十分广泛，能够改善电路的性能、稳定性以及频率响应等。

而运放（Operational Amplifier，简称OP-AMP）则是一种具有放大功能的电子元件，可将输入信号放大到一个较高水平。

它常常被用于各种电子设备如放大器、滤波器、函数发生器等。

而反馈常系数则是衡量反馈对电路性能影响的重要参数。

它表示输出信号与输入信号的比例关系，即反馈电压与输入电压之比。

反馈常系数的值可以大于1，小于1或等于1，这对于电路的放大和稳定性都有不同的影响。

在本文的后续部分，我们将深入研究反馈常系数的定义、作用以及影响因素。

同时，还将探索反馈常系数在实际应用中的具体案例，并对未来的发展进行展望。

通过对运放的反馈常系数的深入探讨，我们可以更好地理解和应用这一概念，从而为电子电路设计和优化提供指导和参考。

希望本文能够对读者对于运放反馈常系数有更加全面和深入的理解。

1.2 文章结构本文将按照以下结构来进行阐述：第一部分：引言在本部分中，我们将对本文的主要内容进行概述，包括文章的目的和结构安排。

第二部分：正文2.1 反馈的概念我们将介绍反馈的基本概念，包括正反馈和负反馈的定义以及其在电路中的应用。

2.2 运放的基本原理我们将详细讨论运放的基本原理，包括运放的结构和工作原理，以帮助读者更好地理解运放的反馈常系数。

2.3 反馈常系数的定义在本节中，我们将引入反馈常系数的概念，并给出其具体定义，以便读者能够理解反馈常系数在电路设计中的重要性。

第三部分：结论3.1 反馈常系数的作用我们将探讨反馈常系数在电路中的作用，包括如何影响电路的增益、稳定性和线性度等方面。

3.2 反馈常系数的影响因素在本节中，将介绍影响反馈常系数的主要因素，包括电路的频率响应、电阻和电容值的选择等等。

运算放大器负反馈原理摘要：1.运算放大器负反馈的概念2.负反馈的作用3.负反馈的实现方式4.负反馈对运算放大器的影响5.负反馈的应用正文：一、运算放大器负反馈的概念运算放大器负反馈是指将运算放大器输出信号的一部分或全部以一定方式和路径送回到输入端，作为输入信号的一部分。

这种反馈作用使得运算放大器的闭环增益趋于稳定，消除了开环增益的影响。

二、负反馈的作用负反馈主要有以下作用：1.提高闭环增益的稳定性：通过引入负反馈，使得运算放大器的闭环增益与期望值匹配，从而使得闭环增益更加稳定。

2.减小系统偏差：负反馈能够减小系统输出与系统目标的误差，使系统趋于稳定。

3.抑制零点漂移：通过负反馈，可以消除运算放大器输入端零点漂移的影响，提高电路的稳定性。

三、负反馈的实现方式负反馈的实现方式主要有以下两种：1.电流取样：将运算放大器输出端的电流通过一定的电阻取样，形成反馈电流，再与输入端的电流相减，从而实现负反馈。

2.电压取样：将运算放大器输出端的电压通过一定的电阻取样，形成反馈电压，再与输入端的电压相减，从而实现负反馈。

四、负反馈对运算放大器的影响负反馈对运算放大器的影响主要表现在以下几个方面：1.提高闭环增益的稳定性：通过负反馈，运算放大器的闭环增益能够与期望值匹配，从而使得闭环增益更加稳定。

2.减小输出信号的幅值：负反馈使得输出信号的一部分被送回到输入端，与输入信号相减，从而减小了输出信号的幅值。

3.提高输入电阻和输出电阻：负反馈使得运算放大器对输入端和输出端的阻抗发生变化，从而提高了输入电阻和输出电阻。

五、负反馈的应用负反馈在运算放大器电路中应用广泛，主要应用于以下几个方面：1.线性放大电路：通过引入负反馈，可以使得运算放大器实现线性放大。

2.运算放大器的非线性应用：通过引入负反馈，可以使得运算放大器实现诸如求和、求差、积分、微分等非线性功能。