运放基本计算
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微积分运放电路是一种特殊的电路,主要用于计算微分和积分,它常常在电子系统和信号处理中被使用。
以下是关于微积分运放电路计算的一种简要的解释。
首先,微分和积分是两种基本的数学运算,它们可以对信号进行不同的处理。
微分是求变化率,即信号在短时间内变化的快慢;而积分则是求总和,即信号随着时间的推移的总变化。
在微积分运放电路中,运放是一个具有放大功能的电子器件,它可以对输入的信号进行放大。
这个电路的核心部分通常包括电阻、电容和运算放大器。
当一个信号通过这个电路时,它会首先通过电阻器,然后到达运算放大器。
电阻器在这里起着至关重要的作用,因为它决定了电路的“时间常量”,即微积分运放电路对信号处理的最小时间单位。
这个时间常量的选择决定了电路对微分还是积分运算的灵敏度。
接下来,运算放大器会对信号进行放大,同时根据其内部电路的设定,进行微分或积分运算。
具体来说,如果运算放大器的内部电路是用来进行微分的,那么这个电路就会对输入信号的瞬时变化进行放大;如果运算放大器的内部电路是用来进行积分的,那么这个电路就会对输入信号的总变化进行放大。
值得注意的是,微积分运放电路的计算并不简单,它涉及到许多参数的选择和调整,包括电阻、电容、运算放大器的选择和设置等。
这些参数的选择和调整会影响到电路的灵敏度、精度和动态范围等性能指标。
因此,在进行微积分运放电路的计算时,需要根据具体的应用需求和系统性能要求来进行。
总的来说,微积分运放电路是一种非常有用的工具,它可以对信号进行微分和积分运算,从而实现对信号的处理和分析。
它的应用范围广泛,包括电子系统、信号处理、控制系统等许多领域。
差分运放电路计算公式一、引言差分运放电路广泛应用于许多电子和通信设备的设计中。
它是一种基于放大和处理电信号的电路,常被用于比较、放大和滤波等任务。
本文旨在介绍差分运放电路的设计原理和计算公式。
二、差分运放电路的结构差分运放电路由一对输入端和一个输出端组成。
其中,两个输入端采用互补的输入信号,输出端将两个输入信号的差值放大并输出。
具体来说,差分运放电路是由一个差分输入阶段、一个差动放大阶段和一个输出阶段组成。
第一阶段:差分输入阶段差分输入阶段是用来将输入信号分别加到电路的两个输入端的。
该阶段采用一个简单的共模抑制器,可以实现对共模噪声的抑制。
这个阶段的输出信号被直接传递给差动放大器。
第二阶段:差动放大阶段差动放大阶段是用来放大两个输入信号的差值的。
它包括了一个差分放大器和一个共模抑制器。
差分放大器将输入信号差值放大,在一定程度上增加了电路的增益。
共模抑制器则用来抑制信号中的共模噪声。
第三阶段:输出阶段输出阶段是用来将差动放大器的输出信号放大到合适的电平的。
它包括一个输出放大器和一个滤波器,用来实现对输出信号的放大和滤波。
三、差分放大器的计算公式差分放大器的放大倍数由输入电阻、反馈电阻和差模电阻共同决定。
放大倍数计算公式如下:Ad = -Rf/Rin其中,Ad代表放大倍数;Rf代表反馈电阻;Rin代表输入电阻。
四、共模抑制比的计算公式在差分运放电路中,共模噪声是非常常见的,因此需要进行共模抑制。
共模抑制比计算公式如下:CMRR= 20log(Ad/Acm)其中,CMRR代表共模抑制比;Acm代表共模放大器的放大倍数。
五、输入偏置电流的计算公式输入偏置电流是指输入端口的电路内部电流流入量程的情况。
其产生于差分放大器的基极电流的不同,计算公式如下:IB = (Ib1+Ib2)/2其中,IB代表输入偏置电流;Ib1和Ib2代表差分运放电路的两个输入端口的基极电流。
六、结论差分运放电路是一种基于放大和处理电信号的电路,常用于比较、放大和滤波等任务。
双通道运放计算
双通道运算放大器(Dual-Channel Operational Amplifier,简称双通道运放)是电子电路中常用的一种放大器,具有两个独立的放大器通道,可以同时处理两路信号。
这种运放在信号处理、测量和控制系统中应用广泛。
在计算双通道运放的性能参数时,需要考虑以下几个方面:
增益计算:每个通道的增益(放大倍数)需要根据实际需求进行设定。
增益计算公式通常为:Gain = Vout / Vin,其中Vout是输出电压,Vin是输入电压。
通过调整运放的反馈网络,可以实现所需的增益。
噪声和失真:计算双通道运放的等效输入噪声(Equivalent Input Noise,EIN)和总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)是非常重要的。
这些参数会影响信号的信噪比和音质。
带宽和频率响应:双通道运放的工作带宽和频率响应也是需要考虑的。
根据信号的特性,需要确保运放在所需的频率范围内具有良好的性能。
电源电流和功耗:计算双通道运放的电源电流和功耗,有助于选择合适的电源和评估系统的能效。
共模抑制比(CMRR):这是衡量运放抑制共模信号能力的一个参数。
在差分信号放大中,CMRR的大小直接影响信号的放大质量。
在进行计算时,需要参考运放的数据手册,了解其具体的技术参数和性能指标。
此外,还需要结合实际应用场景,考虑信号的特性、系统的要求以及环境因素等,进行综合分析和计算。
通过合理的计算和选择,可以确保双通道运放在系统中发挥最佳的性能。
运放检测电流计算公式运放检测电流是一种常用的电流检测方法,它通过运放的工作原理将被测电流转变为与之成比例的电压信号,进而进行测量和分析。
在实际应用中,运放检测电流广泛应用于电力系统、工业控制、仪器仪表以及电子设备中。
首先,让我们了解一下运放的基本原理。
运放是一种特殊的集成电路,它具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特性。
运放内部结构包括差分放大器、电流源、级联放大器等,其中差分放大器是运放的核心部件。
差分放大器能够将输入信号的微小变化放大到可用范围,并且具有很高的抑制共模信号能力。
因此,运放能够提供高精度、高稳定性的信号放大功能。
在运放检测电流中,通常会采用电流传感器将被测电流转换为电压信号输入到运放的差分放大器。
电流传感器是一种特殊的电阻,它可以根据被测电流通过其产生对应的电压输出。
为了提高电流传感器的测量精度,通常采用微弱电压的方式进行测量,这样可以减小电阻的热效应对测量结果的影响。
在运放检测电流的计算中,我们需要了解电流传感器的灵敏度和运放的增益。
电流传感器的灵敏度表示单位电流变化引起的电压变化,通常以mV/A(毫伏/安培)为单位。
而运放的增益则表示输入电压与输出电压之间的比例关系。
通过根据电流传感器的灵敏度和运放的增益,我们可以通过简单的公式进行电流的计算。
具体计算公式如下:电流值(A)= 电压值(V)/(电流传感器的灵敏度(mV/A)× 运放的增益)这个计算公式可以帮助我们准确地计算出被测电流的数值。
在应用实践中,我们可以根据具体的电路要求选择合适的运放和电流传感器,并且合理设置增益和灵敏度的数值,以达到最佳的检测效果。
总之,运放检测电流作为一种简单、有效的电流检测方法,在电力系统、工业控制和电子设备中得到了广泛的应用。
通过了解运放的工作原理和计算公式,我们可以准确地计算出被测电流的数值,为电流检测提供了可靠的数据支持。
在今后的应用中,我们可以根据实际需要选择合适的运放和电流传感器,并合理设置参数,以提高检测的精度和可靠性。
差分运放计算范文差分运放(differential amplifier)是一种电路,常用于放大差分模式输入信号,且抑制共模噪声。
它在模拟电路设计和信号处理中起着重要作用。
本文将详细介绍差分运放的计算方法。
差分运放的基本结构包括两个输入端口(非反馈输入和反馈输入)、一个输出端口和一个供电端口。
差分运放的输出电压是其两个输入管脚电压的差值乘以放大倍数。
它可以在许多应用中实现信号放大、滤波、调节和线性化等功能。
首先,我们介绍差分运放的基本运算原理。
假设差分运放的非反馈输入端口为Vp,反馈输入端口为Vm,输出端口为Vo,放大倍数为A,那么输出电压Vo可以表示为Vo=A(Vp-Vm)。
当输入信号均为交流信号时,差分运放的放大倍数可以视为一个复数值,表示相位差和幅度增益。
在实际应用中,放大倍数通常是实数值。
在进行差分运放的计算时,有几个重要的参数需要考虑。
首先是放大倍数A。
这个参数可以根据设计需求选择,一般根据信号的幅度范围和所需增益确定。
其次是输入电阻(非反馈输入)、输入电阻(反馈输入)和输出电阻。
输入电阻可以决定输入信号的负载能力,输出电阻可以决定输出信号负载的能力。
接下来,我们将介绍差分运放电路的计算方法。
在计算之前,需要明确电路的参数和运算要求。
例如,如果需要设计一个具有特定放大倍数和频率响应的差分运放电路,需要首先确定A和带宽。
计算差分运放的放大倍数A的方法如下:1.在理想情况下,差分运放的输入电阻非常大,接近无穷大;输出电阻非常小,接近零。
因此,理想的差分运放放大倍数为无穷大。
2.在实际情况下,差分运放的输入电阻和输出电阻是有限的。
因此,差分运放的放大倍数也是有限的。
放大倍数的计算可以通过电路的增益计算公式得到。
输入电阻的计算方法如下:1.差分运放的非反馈输入端口的输入电阻由输入差模电阻和输入共模电阻组成。
输入差模电阻表示非反馈输入端口的电阻对差模信号的影响,输入共模电阻表示非反馈输入端口的电阻对共模信号的影响。
运放的减法电路公式推导
运放的减法电路是一种常用的电路类型,它可以实现多个电压信号的相减运算。
在实际应用中,我们通常会使用运放的差分输入来实现减法运算。
下面是运放的减法电路公式推导过程。
首先,我们需要明确运放的差分输入电压计算公式:
Vout = A × (V+ - V-)
其中,A表示运放的增益,V+和V-分别表示运放的正端和负端输入电压。
对于差分输入电路,我们可以将两个输入电压分别表示为
V1和V2,则差分输入电压为:
V+ = V1
V- = V2
因此,差分输出电压为:
Vout = A × (V1 - V2)
这就是运放的减法电路公式。
需要注意的是,运放的减法电路只能实现相对减法,即V1-V2。
如果要实现绝对值减法,需要在电路中加入一个反相输入电路,使得V2变为-V2,从而实现V1-(-V2)的绝对值减法运算。
此外,运放的减法电路还需要注意电源电压的选取。
如果电源电压过小,可能会导致输出电压无法完全达到理论值,从而影响电路的准确性。
因此,在实际应用中需要根据电路的具体要求选取合适的电源电压。
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Op Array AmpCircuitCollectionAN-31TL H 7057Practical Differentiatorf c e12q R2C1f h e12q R1C1e12q R2C2f c m f h m f unity gainTL H 7057–9IntegratorV OUT e b1R1C1t2t1V IN dtf c e12q R1C1R1e R2For minimum offset error dueto input bias currentTL H 7057–10Fast IntegratorTL H 7057–11Current to Voltage ConverterV OUT e l IN R1For minimum error due tobias current R2e R1TL H 7057–12Circuit for Operating the LM101without a Negative SupplyTL H 7057–13Circuit for Generating theSecond Positive VoltageTL H 7057–14 2Neutralizing Input Capacitance to Optimize Response TimeC N sR1R2C S TL H 7057–15Integrator with Bias Current CompensationAdjust for zero integrator drift Current drift typically 0 1 n A C over b 55 C to 125 C temperature rangeTL H 7057–16Voltage Comparator for Driving DTL or TTL Integrated CircuitsTL H 7057–17Threshold Detector for PhotodiodesTL H 7057–18Double-Ended Limit DetectorV OUT e 4 6V for V LT s V IN s V UT V OUT e 0V forV IN k V LT or V IN l V UTTL H 7057–19Multiple Aperture Window DiscriminatorTL H 7057–203Offset Voltage Adjustment for Inverting AmplifiersUsing Any Type of Feedback Element RANGE e g VR2R1JTL H 7057–21Offset Voltage Adjustment for Non-Inverting AmplifiersUsing Any Type of Feedback ElementRANGE e g V R2R1JGAINe 1aR5R4a R2TL H 7057–22Offset Voltage Adjustment for Voltage Followers RANGE e g VR3R1JTL H 7057–23Offset Voltage Adjustment for Differential AmplifiersR2e R3a R4RANGE e g V R5R4J R1R1a R3JGAIN eR2R1TL H 7057–24Offset Voltage Adjustment for InvertingAmplifiers Using 10k X Source Resistance or LessR1e 2000R3U R4R4U R3s 10k X RANGE e g VR3U R4R1JTL H 7057–254SECTION2 SIGNAL GENERATIONLow Frequency Sine Wave Generator with Quadrature OutputTL H 7057–26 High Frequency Sine Wave Generator with Quadrature Outputf o e10kHzTL H 7057–275Free-Running Multivibrator Chosen for oscillation at 100HzTL H 7057–28Wein Bridge Sine Wave OscillatorR1e R2C1e C2 Eldema 1869f e12q R1C110V 14mA BulbTL H 7057–29Function GeneratorTL H 7057–30Pulse Width ModulatorTL H 7057–316Bilateral Current SourceI OUT e R3V IN R1R5R3e R4a R5R1e R2TL H 7057–32Bilateral Current SourceI OUT eR3V INR1R5R3e R4a R5R1e R2TL H 7057–33Wein Bridge Oscillator with FET Amplitude StabilizationR1e R2C1e C2f e12q R1C1TL H 7057–347Low Power Supply for Integrated Circuit TestingTL H 7057–35 V OUT e1V k XTL H 7057–91Positive Voltage ReferenceTL H 7057–36Positive Voltage ReferenceTL H 7057–37 8Negative Voltage Reference TL H 7057–38Negative Voltage ReferenceTL H 7057–39Precision Current Sink I O eV IN R1V IN t 0VTL H 7057–40Precision Current SourceTL H 7057–41SECTION 3 SIGNAL PROCESSINGDifferential-Input Instrumentation AmplifierR4R2e R5R3A V eR4R2TL H 7057–429Variable Gain Differential-Input Instrumentation AmplifierGain adjustA V e10b4R6TL H 7057–43 Instrumentation Amplifier with g100Volt Common Mode RangeR3e R4R1e R6e10R3A V e R7 R6Matching determines common R1e R5e10R2mode rejectionR2e R3TL H 7057–4410Instrumentation Amplifier with g10Volt Common Mode RangeR1e R4R2e R5R6e R7Matching Determines CMRRA V e R6R2 1a2R1R3JTL H 7057–45High Input Impedance Instrumentation AmplifierR1e R4 R2e R3A V e1a R1 R2Matching determines CMRRMay be deleted to maximize bandwidth TL H 7057–46Bridge Amplifier with Low Noise CompensationReduces feed through ofpower supply noise by20dBand makes supply bypassingunnecessaryTrim for best commonmode rejectionGain adjustTL H 7057–4711Bridge Amplifier R1R S1e R2R S2V OUT e V a1bR1R S1JTL H 7057–48Precision DiodeTL H 7057–49Precision Clamp E REF must have a source im-pedance of less than 200X if D2is usedTL H 7057–50Fast Half Wave RectifierTL H 7057–51Precision AC to DC ConverterFeedforward compensation can be used to make a fast full wave rectifier without a filter TL H 7057–52Low Drift Peak DetectorTL H 7057–5312Absolute Value Amplifier with Polarity Detector V OUT e b l V IN l c R2R1R2 R1eR4a R3R3TL H 7057–54Sample and HoldPolycarbonate-dielectric capacitorTL H 7057–55Sample and HoldWorst case drift less than2 5mV secTeflon Polyethylene or PolycarbonateDielectric CapacitorTL H 7057–5613Low Drift IntegratorTL H 7057–57Q1and Q3should not have internal gate-protection diodes Worst case drift less than 500m V sec over b 55 C to a 125 CFast Summing Amplifier with Low Input CurrentTL H 7057–58In addition to increasing speed the LM101A raises high and low frequency gain increases output drive capability and eliminates thermal feedbackPower Bandwidth 250kHzSmall Signal Bandwidth 3 5MHz Slew Rate 10V m sC5e6c 10b 8R f14Fast Integrator with Low Input CurrentTL H 7057–59Adjustable Q Notch Filterf O e12q R1C1e 60HzR1e R2e R3C1e C2e C23TL H 7057–6015Easily Tuned Notch Filter R4e R5R1e R3R4e R1f O e12q R40C1C2TL H 7057–61Tuned Circuitf O e12q0R1R2C1C2TL H 7057–62Two-Stage Tuned Circuitf O e12q0R1R2C1C2TL H 7057–6316Negative Capacitance MultiplierC e R2R3C1I L e V OS a R2I OSR3R S e R3(R1a R IN) R IN A VOTL H 7057–65Variable Capacitance MultiplierC e 1a R b R a J C1TL H 7057–66Simulated InductorL t R1R2C1R S e R2R P e R1TL H 7057–67Capacitance MultiplierC eR1R3C1I L eV OS a I OS R1R3R S e R3TL H 7057–68 17High Pass Active FilterTL H 7057–71Values are for100Hz cutoff Use metalized polycarbonate capacitors for good temperature stabilityLow Pass Active FilterTL H 7057–72 Values are for10kHz cutoff Use silvered mica capacitors for good temperature stabilityNonlinear Operational Amplifier with Temperature Compensated BreakpointsTL H 7057–7318Current MonitorV OUT e R1R3 R2I LTL H 7057–74Saturating Servo Preamplifier withRate FeedbackTL H 7057–75 Power BoosterTL H 7057–7619Analog MultiplierR5e R1 V b10JV1t0V OUT e V1V210TL H 7057–77Long Interval TimerLow leakage b0 017m F per second delayTL H 7057–78Fast Zero Crossing DetectorTL H 7057–79 Propagation delay approximately200nsDTL or TTL fanout of threeMinimize stray capacitancePin8Amplifier for Piezoelectric TransducerLow frequency cutoff e R1C1TL H 7057–80Temperature ProbeSet for0V at0 CAdjust for100mV CTL H 7057–81 20Photodiode AmplifierV OUT e R1I DTL H 7057–82Photodiode AmplifierV OUT e10V m ATL H 7057–83 Operating photodiode with less than3mVacross it eliminates leakage currentsHigh Input Impedance AC FollowerTL H 7057–84Temperature Compensated Logarithmic Converter1k X(g1%)at25 C a3500ppm CAvailable from Vishay UltronixGrand Junction CO Q81SeriesDetermines current for zerocrossing on output 10m Aas shownTL H 7057–8510nA k I IN k1mASensitivity is1V per decade21R o o t E x t r a c t o r2N 3728m a t c h e d p a i r sT L H 7057–8622Multiplier DividerTL H 7057–87 Cube GeneratorTL H 7057–8823A N -31O p A m p C i r c u i t C o l l e c t i o nFast Log Generator1k X (g 1%)at 25 C a 3500ppm CAvailable from Vishay Ultronix Grand Junction CO Q81SeriesTL H 7057–89Anti-Log Generator1k X (g 1%)at 25 C a 3500ppm CAvailable from Vishay Ultronix Grand Junction CO Q81SeriesTL H 7057–90LIFE SUPPORT POLICYNATIONAL’S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT OF NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION As used herein 1 Life support devices or systems are devices or 2 A critical component is any component of a life systems which (a)are intended for surgical implant support device or system whose failure to perform can into the body or (b)support or sustain life and whose be reasonably expected to cause the failure of the life failure to perform when properly used in accordance support device or system or to affect its safety or with instructions for use provided in the labeling can effectivenessbe reasonably expected to result in a significant injury to the userNational Semiconductor National Semiconductor National Semiconductor National Semiconductor CorporationEuropeHong Kong LtdJapan Ltd1111West Bardin RoadFax (a 49)0-180-530858613th Floor Straight Block Tel81-043-299-2309十种精密全波整流电路图中精密全波整流电路的名称,纯属本人命的名,只是为了区分;除非特殊说明,增益均按1设计.图1是最经典的电路,优点是可以在电阻R5上并联滤波电容.电阻匹配关系为R1=R2,R4=R5=2R3;可以通过更改R5来调节增益图2优点是匹配电阻少,只要求R1=R2图3的优点是输入高阻抗,匹配电阻要求R1=R2,R4=2R3图4的匹配电阻全部相等,还可以通过改变电阻R1来改变增益.缺点是在输入信号的负半周,A1的负反馈由两路构成,其中一路是R5,另一路是由运放A2复合构成,也有复合运放的缺点.图5 和 图6 要求R1=2R2=2R3,增益为1/2,缺点是:当输入信号正半周时,输出阻抗比较高,可以在输出增加增益为2的同相放大器隔离.另外一个缺点是正半周和负半周的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻忽略不计图7正半周,D2通,增益=1+(R2+R3)/R1;负半周增益=-R3/R2;要求正负半周增益的绝对值相等,例如增益取2,可以选R1=30K,R2=10K,R3=20K图8的电阻匹配关系为R1=R2图9要求R1=R2,R4可以用来调节增益,增益等于1+R4/R2;如果R4=0,增益等于1;缺点是正负半波的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻要小,否则输出波形不对称.图10是利用单电源运放的跟随器的特性设计的,单电源的跟随器,当输入信号大于0时,输出为跟随器;当输入信号小于0的时候,输出为0.使用时要小心单电源运放在信号很小时的非线性.而且,单电源跟随器在负信号输入时也有非线性.图7,8,9三种电路,当运放A1输出为正时,A1的负反馈是通过二极管D2和运放A2构成的复合放大器构成的,由于两个运放的复合(乘积)作用,可能环路的增益太高,容易产生振荡.精密全波电路还有一些没有录入,比如高阻抗型还有一种把A2的同相输入端接到A1的反相输入端的,其实和这个高阻抗型的原理一样,就没有专门收录,其它采用A1的输出只接一个二极管的也没有收录,因为在这个二极管截止时,A1处于开环状态.结论:虽然这里的精密全波电路达十种,仔细分析,发现优秀的并不多,确切的说只有3种,就是前面的3种. 图1的经典电路虽然匹配电阻多,但是完全可以用6个等值电阻R实现,其中电阻R3可以用两个R 并联.可以通过R5调节增益,增益可以大于1,也可以小于1.最具有优势的是可以在R5上并电容滤波.图2的电路的优势是匹配电阻少,只要一对匹配电阻就可以了.图3的优势在于高输入阻抗.其它几种,有的在D2导通的半周内,通过A2的复合实现A1的负反馈,对有些运放会出现自激. 有的两个半波的输入阻抗不相等,对信号源要求较高.两个单运放型虽然可以实现整流的目的,但是输入\输出特性都很差.需要输入\输出都加跟随器或同相放大器隔离.各个电路都有其设计特色,希望我们能从其电路的巧妙设计中,吸取有用的.例如单电源全波电路的设计,复合反馈电路的设计,都是很有用的设计思想和方法,如果能把各个图的电路原理分析并且推导每个公式,会有受益的.最后的结论供大家在电路设计的时候参考.。
运放同相放大电路计算运放同相放大电路,这个名字听起来有点复杂,但其实它就像是生活中的调音器,把微弱的声音放大,变得响亮而清晰。
想象一下,你在一个热闹的聚会上,朋友们说话声大得你根本听不见自己心中的小声音。
这个时候,运放同相放大电路就像是个超级耳朵,把那些小声的心事放大,让你听得一清二楚。
是不是有点意思?嘿嘿,今天就来聊聊这个有趣的电路,轻松愉快地捋一捋。
运算放大器,或者叫运放,像是一位老练的调音师,它在电路里可谓是个大明星。
它有两个输入,一个是同相输入,另一个是反相输入。
简单来说,同相输入就像是在说:“嘿,你好呀,过来一起玩吧!”而反相输入则是个调皮鬼,总想把事情搞得复杂点。
所以,当信号通过运放的时候,同相输入就会把这个信号完美保留,而反相输入则可能把它翻个身。
这就像是你在和朋友聊天时,朋友不小心把你说的话反着说了,那种感觉可真有意思,哈哈!咱们聊聊这个电路的增益。
增益听起来很专业,但其实就是放大器把信号变大的能力。
比如说,咱们的同相放大电路,增益就是通过一个简单的公式算出来的。
公式是这样的:增益等于反馈电阻除以输入电阻加一。
哦,别担心,这个数学公式就像是个秘方,掌握了它,你就能轻松掌控电路的放大效果。
想想看,运放就像是一位魔法师,动动手指,就能把微弱的信号变成震耳欲聋的声音,真是妙不可言。
电路里还有其他的小细节。
比如说,电源的选择也很重要。
运放需要有个好“环境”,才能发挥最佳的效果。
电源就像是运放的食物,营养充足,它才能兴致勃勃地工作。
如果电源不稳,运放的表现也可能大打折扣,真是个爱挑剔的家伙呢!就像人一样,心情好才有干劲,哈哈!再说说输入信号,运放同相放大电路最喜欢的就是干净、稳定的信号。
如果输入信号乱七八糟,那可就麻烦了,运放可不喜欢“噪音”这个词。
要是电路里出现了噪音,运放就像是个神经质的猫,瞬间就变得紧张兮兮,根本没法专心工作。
为了避免这种情况,咱们可以加些滤波电路,把那些不该有的噪音统统拦在门外。
熟悉运放三种输入方式的基本运算电路及其设计方法2、了解其主要特点,掌握运用虚短、虚断的概念分析各种运算电路的输出与输入的函数关系。
3、了解积分、微分电路的工作原理和输出与输入的函数关系。
学习重点:应用虚短和虚断的概念分析运算电路。
学习难点:实际运算放大器的误差分析集成运放的线性工作区域前面讲到差放时,曾得出其传输特性如图,而集成运放的输入级为差放,因此其传输特性类似于差放。
当集成运放工作在线性区时,作为一个线性放大元件v o=A vo v id=A vo(v+-v-)通常A vo很大,为使其工作在线性区,大都引入深度的负反馈以减小运放的净输入,保证v o不超出线性范围。
对于工作在线性区的理想运放有如下特点:∵理想运放A vo=∞,则 v+-v-=v o/ A vo=0 v+=v-∵理想运放R i=∞ i+=i-=0这恰好就是深度负反馈下的虚短概念。
已知运放F007工作在线性区,其A vo=100dB=105 ,若v o=10V,R i= 2MΩ。
则v+-v-=?,i+=?,i-=?可以看出,运放的差动输入电压、电流都很小,与电路中其它电量相比可忽略不计。
这说明在工程应用上,把实际运放当成理想运放来分析是合理的。
返回第二节基本运算电路比例运算电路是一种最基本、最简单的运算电路,如图8.1所示。
后面几种运算电路都可在比例电路的基础上发展起来演变得到。
v o∝ v i:v o=k v i(比例系数k即反馈电路增益 A vF,v o=A vF v i)输入信号的接法有三种:反相输入(电压并联负反馈)见图8.2同相输入(电压串联负反馈)见图8.3差动输入(前两种方式的组合)讨论:1)各种比例电路的共同之处是:无一例外地引入了电压负反馈。
2)分析时都可利用"虚短"和"虚断"的结论: i I=0、v N=v p。
见图8.43)A vF的正负号决定于输入v i接至何处:接反相端:A vF<0接同相端:A vF>0,见图8.5作为一个特例,当R1→∞时A VF=1,电路成为一个电压跟随器如图8.6所示。
4) 在同相比例电路中引入串联反馈,所以R i很大,而反相比例电路引入并联负反馈,所以R i不高。
5)由于反相比例电路中,N点是"虚地"点,v N≈0。
所以加在集成运放上的共模输入电压下降至0;而同相比例电路中,v N≈v i,所以集成运放将承受较高的共模输入电压。
6)比例电路的同相端均接有R′,这是因为集成运放输入级是由差放电路组成,它要求两边的输入回路参数对称。
即,从集成运放反相端和地两点向外看的等效电阻等于反相端和地两点向外看的等效电阻。
这一对称条件,对于各种晶体管集成运放构成的运算和放大电路是普遍适用的。
有时(例高阻型运放)要求不严格。
例:试用集成运放实现以下比例运算:A vF=v o/v i=0.5,画出电路原理图,并估算电阻元件的参数值。
解:(1)A vF=0.5>0,即v o与v i同相。
∴可采用同相比例电路。
但由前面分析可知,在典型的同相比例电路中,A vF≥1,无法实现A vF=0.5的要求。
(2)选用两级反相电路串联,则反反得正如图8.7所示。
使A vF1=-0.5, A vF2=-1。
即可满足题目要求。
电阻元件参数见图8.8。
一、加法电路求和电路的输出电压决定于若干个输入电压之和,一般表达式为:v o=k1v s1+k2v s2+......+k n v sn下面以图8.9为例推导输出/输入之间的函数关系。
该电路的实质是多端输入的电压并联负反馈电路。
根据虚地的概念,即:v I=0→v N-v P=0 , i I=0电路特点:在进行电压相加时,能保证各v s 及 v o间有公共的接地端。
输出v o分别与各个 v s间的比例系数仅仅取决于R f与各输入回路的电阻之比,而与其它各路的电阻无关。
因此,参数值的调整比较方便。
1) 求和电路实际上是利用"虚地"以及i I=0的原理,通过电流相加(i f=i1+i2+…)来实现电压相加。
此加法器还可扩展到多个输入电压相加。
也可利用同相放大器组成。
2) 输出端再接一级反相器,则可消去负号,实现符合常规的算术加法。
同相放大器可直接得出无负号的求和。
但仅在R n=R p的严格条件下正确。
3) 这个电路的优点是:a.在进行电压相加的同时,仍能保证各输入电压及输出电压间有公共的接地端。
使用方便。
b.由于"虚地"点的"隔离"作用,输出vo分别与各个v s1间的比例系数仅仅取决于R f与各相应输入回路的电阻之比,而与其它各路的电阻无关。
因此,参数值的调整比较方便。
二、减法电路电路如图8.10所示,由反相比例电路得:利用差动输入也可以实现减法运算,电路如图8.11所示电路特点:a、只需一只运放,元件少,成本低.b、由于其实际是差动式放大器,电路存在共模电压,应选用K CMR较高的集成运放,才能保证一定的运算精度.c、阻值计算和调整不方便。
例1.试用集成运放实现求和运算。
1)v o=-(v s1+10v s2+2v s3)2)v o=1.5v s1-5v s2+0.1v s3解(1)用反相求和电路形式(如图12)解(2)本题要求的运算关系中既有加法又有减法。
使用双集成运放的电路如图8.13① v s1、v s3加到A1-组成反相求和电路,使v o1=-(1.5v s1+0.1v s3)② 将v o1和v s2加到A2的反相端使:vo=-(v o1+5v s3)=1.5v s1+0.1v s3-5v s2R f1/R1=1.5 R f1/R3=0.1选R1=2k,可得:R f1=3k,R3=30k例:请证明图8.14所示电路的输出为该电路称为仪用放大器,其主要特点见P332~333三、积分电路积分电路的应用很广,它是模拟电子计算机的基本组成单元。
在控制和测量系统中也常常用到积分电路。
此外,积分电路还可用于延时和定时。
在各种波形(矩形波、锯齿波等)发生电路中,积分电路也是重要的组成部分。
电路如图8.15所示。
采用什么方法能使v o与v i间成为积分关系呢?首先想到的是利用电容C。
因为其中 v c,i c分别为电容两端电压和流过的电流,C为电容容量。
所以如果能设法使电路的v o∝ v c,而使v i∝i c,则v o与v i间也将成为积分关系。
以上的要求可以利用集成运放来实现,电路如图8.14所示。
运放的反相端"虚地",v N=0, ∴v o=-v c实现了第一个要求(v o∝v c);又i c=i1=v s/R 实现了第二个要求(v s∝i c)于是即τ=RC ——积分电路的时间常数讨论:1)以上关系是假设C两端v co=0,若v co≠0,则2)将积分电路图8.16与反相比例电路比较,可以看出基本积分电路也是在反相比例电路基础上演变而得.(将R F换成C即可)3)如果在积分电路的输入端加上一个阶跃信号则可得到即v o随时间而直线上升,但增长方向与v s极性相反。
增长速度正比于v s(输入电压的幅值)和1/τ 。
利用积分电路的上述特性,若输入信号是方波,则输出将是三角波。
可见积分电路能将方波转换成三角波。
当t增加时,|v o|是否增加并趋于无穷?显然不能。
它受到集成运放的最大输出电压v omax的限制,当v o等于正向或负向的最大值后,便达到饱和,不再继续增大。
积分电路具有延迟作用。
将v o作为电子开关的输入电压,即输出端接一电子开关,当v o=6v 时电子开关动作。
设vs在t=0,由0变为-3v,则v o随t线性上升。
已知:R=10kΩ,C=0.05μF,v co=0,请算出v o=6v时所对应的时间T?4)在积分电路输入端加上一个正弦信号,v s=V m sinωt,v o比v s领先90°,这个相差与ω无关。
但幅度与积分电路的RC、ω有关,RC、ω增大,幅度减小。
这就是积分电路的移相作用。
小结:以上讨论的积分性能,均指理想情况而言。
实际的积分电路不可能是理想的,常常出现积分误差。
主要原因是实际集成运放的输入失调电压、输入偏置电流和失调电流的影响。
实际的C存在漏电流等。
情况严重时甚至不能正常工作。
实际应用时要注意这些问题。
例1:一求和--积分电路如图8.17所示。
(1)求v o的表达式。
(2)设两个输入信号v s1,v s2皆为阶跃信号如图8.18所示。
画出v o的波形。
解:(1)虚断:i c=i1+i2虚地:(2)由图8.18可得当0≤t<0.5s,v s1=1(v),v s2=0当t≥0.5s时,v s1=1v,v s2=-1v,则其输出波形如图8.19所示。
四、微分电路微分是积分的逆运算。
只要将积分电路中R与C互换即可,如图8.20所示。
讨论:若v s=k,则v o=0(理想情况) ;若v s是一个直线上升的电压,则v o=-K 。
如图8.21所示。
例2:用集成运放实现:v o=5∫(v s1-0.2v s2+3v s3)dt要求各路输入电阻大于100k,选择电路结构形式并确定电路参数值。
解:要求实现的运算关系中包含+、-、∫运算。
采用两个集成运放结构:如图8.22所示:使v o1=-(v s1+3v s3) 再将v o1和v s2加在A2的反相端,实现的是求和积分运算,使v o=-5∫(v o1+0.2v s2)dt 实现本题要求。
参数的计算:具体电路如图8.23所示。
返回第三节实际运算放大器运算电路的误差分析一、共模抑制比KCMR为有限值的情况电路如图8.24所示如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!。