自动调零放大器的工作原理及特点介绍

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。

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用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。

原理:高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。

高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。

按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。

高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，运算放大器原理运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP）是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。

一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。

最基本的运算放大器如图1-1。

一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。

图1-1 通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。

几种常见的放大电路原理图解展开全文能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。

例如助听器里的关键部件就是一个放大器。

放大器有交流放大器和直流放大器。

交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频;接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。

此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。

它是电子电路中最复杂多变的电路。

但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。

读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。

首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开，然后逐级抓住关键进行分析弄通原理。

放大电路有它本身的特点：一是有静态和动态两种工作状态，所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析;二是电路往往加有负反馈，这种反馈有时在本级内，有时是从后级反馈到前级，所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。

在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。

下面我们介绍几种常见的放大电路：低频电压放大器低频电压放大器是指工作频率在 20 赫～ 20 千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。

( 1 )共发射极放大电路图 1 ( a )是共发射极放大电路。

C1 是输入电容， C2 是输出电容，三极管 VT 就是起放大作用的器件， RB 是基极偏置电阻 ,RC 是集电极负载电阻。

1 、 3 端是输入， 2 、 3 端是输出。

3 端是公共点，通常是接地的，也称“地”端。

静态时的直流通路见图1 ( b )，动态时交流通路见图 1 ( c )。

电路的特点是电压放大倍数从十几到一百多，输出电压的相位和输入电压是相反的，性能不够稳定，可用于一般场合。

( 2 )分压式偏置共发射极放大电路图 2 比图 1 多用 3 个元件。

基极电压是由 RB1 和 RB2 分压取得的，所以称为分压偏置。

发射极中增加电阻 RE 和电容 CE ， CE 称交流旁路电容，对交流是短路的; RE 则有直流负反馈作用。

目录第1章摘要 (4)第2章引言 (4)第3章自稳零设计电路的设计 (5)1 输入失调电压 (5)2 失调电压的调整 (5)3参数计算 (8)4 实验电路 (8)第4章自稳零电路的性能测试 (9)1电路的multisim仿真图 (9)2 结果分析 (11)第5章心得体会 (11)第6章参考文献 (12)第1章摘要集成运算放大器(简称集成运放或运放)在电子电路中应用非常广泛。

用集成运放构成的交流放大电路具有线路简单、免调试、故障率低等优点，如今许多电子产品中的交流放大电路普遍采用运放构成，全面分析集成运放构成的各种交流放大电路的组成和参数计算，有助于对该类电路的检修，以及合理设计和使用集成运放构成的交流放大电路。

运算放大器是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出的高增益电压放大器。

在实际电路中，通常结合反馈网络和不同的反馈方式，共同组成某些功能和特性不同的模块，这些模块是各种电子电路中最基本的环节。

可见运放在电子电路中的应用之广。

为了减少低频噪声，必须提高采样频率，但这会引入额外的电荷注入。

信号路径仅包括主放大器，因而可以获得相对较大的单位增益带宽。

第2章引言本文介绍了一种基于运算放大器的自稳零设计方案，简要的介绍了自稳零的工作原理与设计方案，并详细的介绍了自稳零的参数设计的制作过程，并用multisim软件的仿真与测试，记录和分析了该自稳零电路的工作特性和性能，给出了仿真数据。

论证了该自稳零电路的可行性。

该自稳零电路性能良好，线路简单，易于实现，具有很高的使用价值。

自稳零电路标准的说法是自动校零电路，它可以周期性地对输入失调电压Vio进行自动补偿的一种技术。

特别适合于CMOS工艺实现，制造成的CMOS集成运放，Vio可以从校零前的mV量级下降到uV量级。

实现的办法很多，主要由交替校零和斩波校零。

第3章自稳零电路的设计3.1 输入失调电压如果运放两个输入端上的电压均为0V，则输出端电压也应该等于0V。

运算放大器原理
运算放大器是一种电子设备，用于放大输入信号的幅度，并保持信号的准确性和稳定性。

它常用于信号处理、比较和运算等电路中。

运算放大器的原理基于差分放大器和反馈控制原理。

差分放大器是运算放大器的关键部分，它由两个输入端和一个输出端组成。

运算放大器的输入信号通过差分放大器进行放大，然后通过反馈电路返回到差分放大器的输入端，从而实现放大器输出的稳定和准确。

运算放大器的运算放大倍数也称为增益，可以通过控制反馈回路的参数来调整。

反馈回路通过将输出信号与输入信号的差异转换为一个负反馈信号，控制输入信号的放大倍数。

这样，运算放大器就可以提供一个固定的放大倍数，并将输入信号放大到所需的幅度。

运算放大器的输入阻抗很高，输出阻抗很低，这使得它可以与其他电路连接而不影响信号的质量。

此外，运算放大器具有宽带宽和高增益的特性，使其在各种信号处理和运算电路中广泛应用。

总之，运算放大器通过差分放大器和反馈控制原理实现输入信号的放大，并且保持输出信号的准确性和稳定性。

它是电子电路中重要的基础设备，被广泛用于信号处理和运算领域。

运放ICL7650中文资料ICL7650是Intersil公司利用动态校零技术和CMOS工艺制作的斩波稳零式高精度运算放大器，它具有输入偏置电流小、失调小、增益高、共模抑制能力强、响应快、漂移低、性能稳定及价格低廉等优点。

图1 ICL7650 引脚图ICL7650采用14脚双列直插式和8脚金属壳两种封装形式，图1所示是最常用的14脚双列直插式封装的引脚排列图。

各引脚功能说明如下：CEXTB：外接电容CEXTB；CEXTA：外接电容CEXTA；－IN：反相输入端；＋IN：同相输入端；V－：负电源端；CRETN：CEXTA和CEXTB的公共端；CLAMP：箝位端；OUTPUT：输出端；V＋：正电源端；INTCLKOUT：时钟输出端；EXTCLKIN：时钟输入端；时钟控制端，可通过该端选择使用内部时钟或外部时钟。

当选择外部时钟时，该端接负电源端（V－），并在时钟输入端（EXTCLKIN）引入外部时钟信号。

当该端开路或接V＋时，电路将使用内部时钟去控制其它电路的工作。

ICL7650工作原理ICL7650利用动态校零技术消除了CMOS器件固有的失调和漂移，从而摆脱了传统斩波稳零电路的束缚，克服了传统斩波稳零放大器的这些缺点。

ICL7650的工作原理如图2所示。

图中，MAIN是主放大器（CMOS运算放大器），NULL是调零放大器（CMOS高增益运算放大器）。

电路通过电子开关的转换来进行两个阶段工作，第一是在内部时钟（OSC）的上半周期，电子开关A和B导通，和C断开，电路处于误差检测和寄存阶段；第二是在内部时钟的下半周期，电子开关和C导通，A和B断开，电路处于动态校零和放大阶段。

由于ICL7650中的NULL运算放大器的增益A0N一般设计在100dB左右，因此，即使主运放MAIN的失调电压VOSN达到100mV，整个电路的失调电压也仅为1μV。

由于以上两个阶段不断交替进行，电容CN和CM将各自所寄存的上一阶段结果送入运放MAIN、NULL的调零端，这使得图2所示电路几乎不存在失调和漂移，可见，ICL7650是一种高增益、高共模抑制比和具有双端输入功能的运算放大器。

桥式放大器的原理与应用摘要：电阻式传感器常用于非电测量仪器中，通过测量电阻式传感器中电阻的相对变化来检测一些非电量。

电阻式传感器通过电桥连接，将测得的非电量转换成电压或电流信号，经放大器进一步放大。

这种由电阻式传感器电桥和运算放大器组成的运算放大器电路称为桥式放大器。

桥式放大器是非电气测试系统中常用的放大电路[ 1 ] 。

本文将主要介绍桥式放大器的原理、应用、存在的问题及解决方法。

关键词：桥式放大器；非电测量；非线性误差介绍在现代电子技术的发展中，电子检测技术得到了广泛的应用。

在非电检测中，常使用电阻传感器将压力、光、热、湿度、流量等一些非电物理量转化为电阻变化。

，然后转换为电压进行测量。

由于传感器的变化量往往是在参考状态的初始值的基础上发生变化的，为了获得纯粹的变化量，一般采用桥式电路来抑制初始值。

当桥式电路的输出较小时，需要使用集成运算放大器与之配合，从而形成广泛使用的电阻桥式读出放大器[ 2 ] 。

本文将对桥式放大器做一些研究，首先解释它们的基本原理，然后讨论它们的应用和应用中的问题和解决方案。

1个桥式放大器1. 1单端反相输入桥式放大器图1显示了单端反相输入桥式放大器电路。

图中电桥对角线a 、b 两端的开路输出电压ab U 为图1单端反相输入桥式放大器UZ Z Z Z Z Z U )(313424ab +-+=ab U 由运算放大器 A 放大。

由于电桥电源U 是浮动U 的，因此没有电流流入总和1R 。

2R 因为a 点是虚地，所以两端0U 反馈1R 的电压是固定ab U -的，即所以得到如果让)1(3421δ+====R Z R Z Z Z ，,δ是传感器电阻的相对变化率,R R /∆=δ, 那么我们有可以看出，单臂反相输入桥式放大器的增益与桥臂电阻无关，增益相对稳定。

只需调整1R 或2R 轻松实现电路增益的调整。

但该电路的桥式电源必须暂停，给电路设计带来麻烦，而且电路输出电压0U 和桥δ臂电阻的相对变化率是δ非线性1<<δ0U 的。

用运算放大器组成万用表摘要 (2)一引言 (3)1.1 万用表的结构 (3)1.2 万用表的几个重要参数 (3)1.3 万用表特性说明 (4)二目的及意义 (5)2.1目的及意义 (5)2.2设计要求 (5)三基本原理 (5)3.1 运算放大器的工作原理 (5)3.2运算放大器调零电路原理 (7)3.3万用表工作原理及参考电路 (8)3.3.1直流电压表 (8)3.3.2直流电流表 (8)3.3.3 交流电压表 (9)3.3.4 交流电流表 (10)3.3.5 欧姆表 (10)四电压表的电路设计 (11)4.1总电路图 (11)4.2直流电流的测量结果及其电路图（A=1,B=0）： (12)4.3 交流电流的测量结果及其电路图（A=0，B=0）： (13)4.4 直流电压的测量结果及其电路图（A=1，B=1）： (14)4.5 交流电压的测量结果及其电路图（A=0，B=1）： (14)4.6欧姆表调试记录： (15)4.7以下是独立的几个图，分别是交流电压图、直流电压图、直流电流图和交流电流图 (16)五注意事项 (16)六心得体会 (16)摘要万用电表简称万用表或三用表，在国家标准中称作复用表。

万用电表实际上是一种可以进行多种项目测量的便携式仪器，主要用于测量电压、电流、电阻。

另外可粗略判断电容器、晶体三极管及二极管、集成电路等元器件的性能好坏。

在测量中，万用电表的接入因不影响被测电路原来的工作状态，这就要求电压表应具有无穷大的输入电阻，电流表的内阻应为零。

但实际上，万用电表表头的可动线圈总有一定的电阻，例如100uA的表头，其内阻约为1 K ，用它进行测量时将会影响被测量，会引起误差。

此外，交流电表中整流二极管的压降和非线性特性也会产生误差。

如果在万用电表中使用运算放大器，就能大大降低这些误差，提高测量精度。

在欧姆表中采用运算放大器，不仅能得到线性刻度，还能实现自动调零。

运算放大器电路性能的优劣直接影响到万用表的性能。