基本运算放大电路
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§8.1 比例运算电路8.1.1 反相比例电路1. 基本电路电压并联负反馈输入端虚短、虚断特点:反相端为虚地,所以共模输入可视为0,对运放共模抑制比要求低输出电阻小,带负载能力强要求放大倍数较大时,反馈电阻阻值高,稳定性差。
如果要求放大倍数100,R1=100K,Rf=10M2. T型反馈网络(T型反馈网络的优点是什么?)虚短、虚断8.1.2 同相比例电路1. 基本电路:电压串联负反馈输入端虚短、虚断特点:输入电阻高,输出电阻小,带负载能力强V-=V+=Vi,所以共模输入等于输入信号,对运放的共模抑制比要求高2. 电压跟随器输入电阻大输出电阻小,能真实地将输入信号传给负载而从信号源取流很小§8.2 加减运算电路8.2.1 求和电路1.反相求和电路2.虚短、虚断特点:调节某一路信号的输入电阻不影响其他路输入与输出的比例关系3.同相求和电路4.虚短、虚断8.2.2 单运放和差电路8.2.3 双运放和差电路例1:设计一加减运算电路设计一加减运算电路,使 V o=2Vi1+5Vi2-10Vi3 解:用双运放实现如果选Rf1=Rf2=100K,且R4= 100K则:R1=50K R2=20K R5=10K平衡电阻 R3= R1// R2// Rf1=12.5K R6=R4//R5//Rf2= 8.3K例2:如图电路,求Avf,Ri解:§8.3 积分电路和微分电路8.3.1 积分电路电容两端电压与电流的关系:积分实验电路积分电路的用途将方波变为三角波(Vi:方波,频率500Hz,幅度1V)将三角波变为正弦波(Vi:三角波,频率500Hz,幅度1V)(Vi:正弦波,频率500Hz,幅度1V)思考:输入信号与输出信号间的相位关系?(Vi:正弦波,频率200Hz,幅度1V)思考:输入信号频率对输出信号幅度的影响?积分电路的其它用途:去除高频干扰将方波变为三角波移相在模数转换中将电压量变为时间量§8.3 积分电路和微分电路8.3.2 微分电路微分实验电路把三角波变为方波(Vi:三角波,频率1KHz,幅度0.2V)输入正弦波(Vi:正弦波,频率1KHz,幅度0.2V)思考:输入信号与输出信号间的相位关系?(Vi:正弦波,频率500Hz,幅度1V)思考:输入信号频率对输出信号幅度的影响?§8.4 对数和指数运算电路8.4.1 对数电路对数电路改进基本对数电路缺点:运算精度受温度影响大;小信号时exp(VD/VT)与1差不多大,所以误差很大;二极管在电流较大时伏安特性与PN结伏安特性差别较大,所以运算只在较小的电流范围内误差较小。
运放基本应用电路运放基本应用电路运算放大器是具有两个输入端,一个输出端的高增益、高输入阻抗的电压放大器。
若在它的输出端和输入端之间加上反馈网络就可以组成具有各种功能的电路。
当反馈网络为线性电路时可实现乘、除等模拟运算等功能。
运算放大器可进行直流放大,也可进行交流放大。
R f使用运算放大器时,调零和相位补偿是必须注意的两个问题,此外应注意同相端和反相端到地的直流电阻等,以减少输入端直流偏流 U I 引起的误差。
U O 1.反相比例放大器 电路如图1所示。
当开环增益为 ∞(大于104以上)时,反相放大器的闭环增益为: 1R R U U A f I O uf -== (1) 图1 反相比例放大器 由上式可知,选用不同的电阻比值R f / R 1,A uf 可以大于1,也可以小于1。
若R 1 = R f , 则放大器的输出电压等于输入电压的负值,因此也称为反相器。
放大器的输入电阻为:R i ≈R 1直流平衡电阻为:R P = R f // R 1 。
其中,反馈电阻R f 不能取得太大,否则会 产生较大的噪声及漂移,其值一般取几十千欧 到几百千欧之间。
R 1的值应远大于信号源的 O 内阻。
2.同相比例放大器、同相跟随器 同相放大器具有输入电阻很高,输出电阻很低的特点,广泛用于前置放大器。
电路原理图如图2所示。
当开环增益为 ∞(大于104以上 图2 同相比例放大器 )时,同相放大器的闭环增益为:1111R R R R R U U A f f I O uf +=+== (2) 由上式可知,R 1为有限值,A uf 恒大于1。
同相放大器的输入电阻为:R i = r ic其中: r ic 是运放同相端对地的共模输入电阻,一般为108Ω;放大器同相端的直流平衡电阻为:R P = R f // R 1。
若R 1 ∞(开路),或R f = 0,则A u f 为1,于是同相放大器变为同相跟随器。
此时由于放大器几乎不从信号源吸取电流,因此 U可视作电压源,是比较理想的阻抗变换器。
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。
常用运算放大器电路(全集)下面是[常用运算放大器电路(全集)]的电路图常用OP电路类型如下:1. Inverter Amp. 反相位放大电路:放大倍数为Av = R2 / R1但是需考虑规格之Gain-Bandwidth数值。
R3 = R4 提供1 / 2 电源偏压C3 为电源去耦合滤波C1, C2 输入及输出端隔直流此时输出端信号相位与输入端相反2. Non-inverter Amp. 同相位放大电路:放大倍数为Av=R2 / R1R3 = R4提供1 / 2电源偏压C1, C2, C3 为隔直流此时输出端信号相位与输入端相同3. Voltage follower 缓冲放大电路:O/P输出端电位与I/P输入端电位相同单双电源皆可工作4. Comparator比较器电路:I/P 电压高于Ref时O/P输出端为Logic低电位I/P 电压低于Ref时O/P输出端为Logic高电位R2 = 100 * R1 用以消除Hysteresis状态, 即为强化O/P输出端, Logic高低电位差距,以提高比较器的灵敏度. (R1=10 K, R2=1 M)单双电源皆可工作5. Square-wave oscillator 方块波震荡电路:R2 = R3 = R4 = 100 KR1 = 100 K, C1 = 0.01 uFFreq = 1 /(2π* R1 * C1)6. Pulse generator脉波产生器电路:R2 = R3 = R4 = 100 KR1 = 30 K, C1 = 0.01 uF, R5 = 150 KO/P输出端On Cycle = 1 /(2π* R5 * C1)O/P输出端Off Cycle =1 /(2π* R1 * C1)7. Active low-pass filter 主动低通滤波器电路:R1 = R2 = 16 KR3 = R4 = 100 KC1 = C2 = 0.01 uF放大倍数Av = R4 / (R3+R4)Freq = 1 KHz8. Active band-pass filter 主动带通滤波器电路:R7 = R8 = 100 K, C3 = 10 uFR1 = R2 = 390 K, C1 = C2 = 0.01 uFR3 = 620, R4 = 620KFreq = 1 KHz, Q=259. High-pass filter 高通滤波器电路:C1 = 2*C2 = 0.02 uF, C2 = 0.01 uFR1 = R2 = 110 K6 dB Low-cut Freq = 100 Hz10. Adj. Q-notch filter 频宽可调型滤波器电路:R1 = R2 = 2 * R3C1 = C2 = C3 / 2Freq = 1 /(2π* R1 * C1)VR1调整负回授量, 越大则Q值越低。
第一节 运算放大器基础一、集成电路与集成运算放大器1.集成电路概念把具有某项功能的电路元件(二极管、晶体管、小电阻、小电容等)和连接导线集中制作在一块半导体芯片上,组成具有该功能的整体。
2.分类模拟集成电路、数字集成电路。
(1)模拟集成电路用于处理模拟信号,即用于放大或改变连续变化的电压或电流信号。
运算放大器就是模拟集成电路中重要产品之一。
优点:体积小、可靠性高、成本低、温度特性好、通用性和灵活性强。
(2)数字集成电路用于处理数字信号的电路,即处理不连续变化的电压或电流信号。
数字集成电路是用量最大的集成电路。
二、运算放大器的内部和外部电路1.内部电路组成:使用时将它视为一个整体,注意了解它的外部特性和各个引出线的用途。
2.外部电路外部接线如图所示(1)反相输入端,用“-”标示,表示输出信号与输入信号相位相反。
(2)同相输入端,用“+”标示,表示输出信号与输入信号相位相同。
(3)信号输出端,用U o表示。
(4)正、负电源端,用U P和U N标示。
(5)外接直流零点调节电位器。
(6)外接相位补偿电路端。
(7)接地端。
3.运算放大器的图形符号三、运算放大器的基本特性运算放大器电路复杂,精确计算十分困难,但只要突出其主要性能,使其理想化,就可大大简化分析与计算。
(1)开环差分电压增益(2)开环差分输入电阻(3)输出电阻(4)频带宽度BW→(5)温度引起的电压漂移0V综合上述特性可得到理想运放的两个结论:1.“虚短”:运算放大器两输入端电位相等U P = U N。
2.“虚断”:理想运算放大器的输入电流等于零I N = I P = 0。
这两个结论可以大大简化运算放大电路的分析过程,在实际中运算放大器的特性很接近理想特性,所以来分析实际电路是可行的。
第二节 运算放大器的基本运算电路一、反相比例运算电路电路——反馈电阻,接在输出端与反相端之间,构成深度负反馈。
——输入电阻,为输入平衡电阻,且=//。
保证两个输入端的外接电阻平衡,使电路处于平衡对称的工作状态,信号从反相输入端与地之间加入。
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。
遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一个反向放大器,然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了!我曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者,结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!今天,教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。
虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。
因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1M Ω以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚假开路,简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
在分析运放电路工作原理时,首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你,让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。
我们理解的就是理想放大器(其实在维修中和大多数设计过程中,把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题)。
实验九运算放大器的基本运算电路(一)一、实验目的1、了解运算放大器的基本使用方法2、应用集成运放构成基本的运算电路,测定它们的运算关系3、学会使用线性组件u A741二、实验电路运算放大器有三种连接方式:反相、同相、和差动输入,本实验主要做比例运算。
三、实验内容及步骤首先将元件在模拟实验机上连接好电路,经检查无误后,方可接通电源(建议为±12V)。
1、调零:在实验仪上连成图9-1所示电路,接通电源后,调节零电位器R W,使输出V O=0,运放调零后,在后面的实验中均不用调零了。
图9-12、反相比例运算:电路如图9-2所示:根据电路参数计算A=V0 /V i=?按给定的V i值计算和测量对应的V0值,把结果记入表9-1中图9-2V i0.3V 0.5V 0.7V 1.0V 1.1V 1.2V 理论值V0实测值V0放大倍数 A3、同相比例运算:电路图如下:图9-3根据电路参数,按给定的V i值和测量出对应不同V i值的V O值,把计算结果和实测数据记入表9-2中表9-2V i0.3V 0.5V 0.7V 1.0V 1.1V 1.2V 理论值V0实测值V0放大倍数 A四、实验设备:1、实验板2、示波器3、信号发生器4、毫伏表5、数字万用表五、实验报告1、整理实验报告,填写表格。
2、分析各运算关系实验十 运算放大器的基本运算电路(二)一、实验目的掌握加法运算,减法运算的基本工作原理及测试方法二、实验内容1、加法运算电路图如下:图10-1V i1V i2首先将元件在模拟实验机上连接好电路,经检查无误后,方可接通电源(建议为±12V )。
检测几组不同的V i1和V i2的值,对应的输出电源V O 值,验证: 1212V ()f f O i i R R V V R R =−+,312////f R R R R =将计算结果及测试的值填入表10-1中 表10-1输入信号V i1 0V 0.3V 0.5V 0.7V 0.6V 0.5V 输入信号V i2 0.3V 0.2V 0.3V 0.4V 0.4V 0.5V 理论值V 0实测值V 0 2减法运算:电路图如图10-2所示:图10-2V i1V按上图在实验机连接好电路,经检查无误后方可接通电源,然后在输入端给入几组不同的V i2和V i2的值,测量出对应的输出V O 的值,验证:2112V f f O i i R R V V R R =− 21R R = 4R f R =表10-2输入信号V i1 1.0V 0.7V 0.6V 0.5V 0.3V 0.2V 输入信号V i2 1.2V 1.0V 0.8V 0.6V 0.5V 0.4V 理论值V0实测值V0三、实验设备:1、实验板2、示波器3、信号发生器4、毫伏表5、数字万用表四、实验报告1、整理实验报告,填写表格。
下面是[常用运算放大器电路(全集)]的电路图常用OP电路类型如下:1. Inverter Amp. 反相位放大电路:放大倍数为Av = R2 / R1但是需考虑规格之Gain-Bandwidth数值。
R3 = R4 提供1 / 2 电源偏压C3 为电源去耦合滤波C1, C2 输入及输出端隔直流此时输出端信号相位与输入端相反2. Non-inverter Amp. 同相位放大电路:放大倍数为Av=R2 / R1R3 = R4提供1 / 2电源偏压C1, C2, C3 为隔直流此时输出端信号相位与输入端相同3. Voltage follower 缓冲放大电路:O/P输出端电位与I/P输入端电位相同单双电源皆可工作4. Comparator比较器电路:I/P 电压高于Ref时O/P输出端为Logic低电位I/P 电压低于Ref时O/P输出端为Logic高电位R2 = 100 * R1 用以消除Hysteresis状态, 即为强化O/P输出端, Logic高低电位差距,以提高比较器的灵敏度. (R1=10 K, R2=1 M)单双电源皆可工作5. Square-wave oscillator 方块波震荡电路:R2 = R3 = R4 = 100 KR1 = 100 K, C1 = 0.01 uFFreq = 1 /(2π* R1 * C1)6. Pulse generator脉波产生器电路:R2 = R3 = R4 = 100 KR1 = 30 K, C1 = 0.01 uF, R5 = 150 KO/P输出端On Cycle = 1 /(2π* R5 * C1)O/P输出端Off Cycle =1 /(2π* R1 * C1)7. Active low-pass filter 主动低通滤波器电路:R1 = R2 = 16 KR3 = R4 = 100 KC1 = C2 = 0.01 uF放大倍数Av = R4 / (R3+R4)Freq = 1 KHz8. Active band-pass filter 主动带通滤波器电路:R7 = R8 = 100 K, C3 = 10 uFR1 = R2 = 390 K, C1 = C2 = 0.01 uFR3 = 620, R4 = 620KFreq = 1 KHz, Q=259. Window detector窗型检知器电路:当I/P电位高于OP1+端电位时, Led 1暗/Led 2亮当I/P电位高于OP2-端电位时, Led 1亮/Led 2暗只有当I/P电位高于OP2-端电位, 却又低于OP1+端电位时, Led 1与Led 2同时皆亮如果适当选择R1, R2,R3数值可用以检知I/P电位是否合乎规格。
113实验3.8 集成运算放大器基本运算电路一、实验目的(1)掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等模拟运算电路功能。
(2)熟悉运算放大器在模拟运算中的应用。
二、实验设备及材料函数信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、数字万用表、直流稳压电源、实验电路板。
三、实验原理集成运算放大器在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数、指数等模拟运算电路。
1、反相比例运算电路反相比例运算电路如图3.8.1所示。
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:i 1f o U R RU -= (3-8-1)为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 。
实验中采用10 k Ω和100 k Ω两个电阻并联。
2、同相比例运算电路图3.8.2是同相比例运算电路,它的输出电压与输入电压之间的关系为i 1f o )1(U R RU += (3-8-2)当R 1→∞时,U o =U i ,即为电压跟随器。
3、反相加法电路反相加法电路电路如图3.8.3所示,输出电压与输入电压之间的关系为)+(=B 2f A 1f o U R RU R R U - (3-8-3)R ´ = R 1 || R 2 || R f4、同相加法电路同相加法电路电路如图3.8.4所示,输出电压与输入电压之间的关系为:)+++(+=B211A 2123f 3o U R R R U R R R R R R U(3-8-4)图3.8.3 反相加法运算电路图3.8.2 同相比例运算电路图3.8.1 反相比例运算电路1145、减法运算电路(差动放大器)减法运算电路如图3.8.5所示,输出电压与输入电压之间的关系为:f f o A B 1121 ()()R R R U U U R R R R '=+'+-+当R 1 = R 2,R ´ = R f 时,图3.8.5电路为差动放大器,输出电压为:)(=A B 1f o U U R RU - (3-8-5)6、积分运算电路反相积分电路如图3.8.6所示,其中R f是为限制低频增益、减小失调电压的影响而增加的。
运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,是模拟电路中学习的重点.在分析它的工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。
特搜罗天下运放电路之应用,来个“庖丁解牛",希望各位从事电路板维修的同行,看完后有所收获.遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一个反向放大器,然后得出Vo=—Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了!偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者,结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!其它专业毕业的更是可想而知了。
今天,芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断",不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。
虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上.而运放的输出电压是有限的,一般在10 V~14 V.因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于“短路"。
开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短.显然不能将两输入端真正短路。
由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚假开路,简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路.在分析运放电路工作原理时,首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你,让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。
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。
集成运算放大器的基本运算电路:从入门到精通集成运算放大器(Op Amp)是现代电路设计中不可或缺的一部分。
它不仅应用广泛,而且其基本运算电路掌握起来相对容易。
下面我们将从入门到精通,详细讲解Op Amp的基本运算电路。
一、基本概念Op Amp是一种特殊的放大器,它的运算功能主要包括放大、求反相、求同相等等。
它通常由一个差分放大器和一个后级输出阶段组成。
Op Amp由于主要应用于线性电路中,因此它的线性度、带宽及噪声等参数都非常重要。
而根据Op Amp的运算特性,我们可以将其分为基本运算电路,包括反相放大电路、同相放大电路、差分放大电路、积分电路、微分电路、纹波功能放大电路等。
二、反相放大电路反相放大电路是Op Amp中最基本的一种电路,通过输入信号与反馈电路的串联,将输入信号放大后输出。
反相放大电路的电压增益与反馈电阻之比成反比,因此我们可以通过选择合适的反馈电阻,调节电压增益的大小。
具体的电路图及分析方法详见相关书籍。
三、同相放大电路同相放大电路的输入信号与反馈信号同相,因此同增益的比例很难调整,但其却是实现微小信号放大的好选择。
同相放大电路常用于信号放大后的滤波电路中。
四、差分放大电路差分放大电路的输入信号分别输入到Op Amp的两个输入端口上,它可以实现输入信号对Op Amp的控制,因此是实现微小信号放大的另一种选择。
五、积分电路积分电路主要用于信号积分运算。
输入电压纹波大小随着积分电容器的电压增加而不断增加,因此有时也被称为“积分放大器”。
六、微分电路微分电路主要用于实现对信号的微分运算。
微分器的C和R分别与输入端和输出端相连,因此其输出电压变化率与输入信号电压变化率成正比。
微分器广泛应用于信号处理、调节和控制等领域。
七、纹波功能放大电路纹波功能放大电路可以将输入电压经过定幅、整流等放大后输出。
它主要应用于滤波电路中,可以被看做是反相放大与同相放大电路的结合体。
以上就是Op Amp基本电路的介绍,希望对初学者有所启发。