运算放大器的作用

时间:2024-03-21 23:31:19编辑:奇事君

运算放大器的工作原理

运算放大器的工作原理如下1 运算放大器(OPAMP)集成运算放大器有同向输入端和反向输入端,具体如下图所示;输出电压 满足关系 ,集成运放最终放大的是差模信号,在没有引入反馈的情况下,电压的放大倍数为差模开环放大倍数,这里记作,因此当运放工作在线性区域的时候,满足集成运放的电压传输特性如下图所示;工作在线性区的时候,则曲线的斜率为电压的放大倍数;工作在非线性区的时候,即处于饱和状态的情况下,输出电压为2 虚短和虚断虚短前面提到,集成运算放大器的开环放大倍数很大,一般通用型的运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上,但是运放的输出电压是有限制的,一般Uom在10V~14V,然而运放的差模输入电压不足1 mV,因此可以输入两端可以近似等电位,就相当于 短路。 开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等,这种特性称之为虚短。虚断集成运算放大器具有输入高阻抗的特性,一般同向输入端和反向输入端的输入电阻都在1MΩ以上,所以输入端流入运放的电流往往小于1uA,远小于输入端外电路的电流。所以这里通常可把运放的两输入端视为开路,并且运放的输入电阻越大,同向和反向输入两端越接近开路。在运放处于线性状态时,根据这个特性可以把两输入端视为等效开路,简称虚断。3 反向放大器3.1 典型电路3.2 放大倍数根据虚短和虚断,可以求出运算放大器的放大倍数:假设流过电阻Rf的电流为If;流过电阻Rin的电流为Iin;假设运算放大器同向输入端电压为V+,反向输入端电压为V-;根据虚短,可以得到:根据虚断,可知电阻和为串联关系:则满足:最终求代数式可以得到:3.3 仿真结果Vin 为 频率50Hz,幅值为 500mV的正弦波,具体设置如下图所示;*[HTML]:增益Gain=-(Rf/Rin)=-3;所以输入输出关系为:Vout=-3V仿真结果如下图所示;4 同向放大器4.1 双电源同向放大器同样可以使用虚短虚断去分析;具体电路如下图所示;推导过程:假设流过电阻Rf的电流为If;流过电阻Rin的电流为Iin;假设运算放大器同向输入端电压为V+,反向输入端电压为V-;根据虚短,可以得到:根据虚断,可知电阻Rin和Rf为串联关系:则满足:最终求解得到:4.2 双电源同向放大器仿真结果 Vin为 频率50Hz,幅值为 500mV的正弦波,具体设置如下图所示;增益Gain=(Rf+Rin)/Rin=4;所以输入输出关系为:Vout=4Vin仿真结果如下图所示;4.3 单电源与上面双电源供电不同,如果运算放大器使用单电源,为了输出正常,如果使用单电源供电,非反向放的OP放大器必须与地线关联,如果 V- 是接地,那 V+ 输入端需要有 V+/2 的压降,这个可以通过电阻分压得到。单电源的电路如下图所示;这里增加了两个20KΩ的分压,在V+端增加了2.5V的输入电压。4.4 双电源同向放大器仿真结果输入与上面的实验相同此处不再赘述;增益Gain=(Rf+Rin)/Rin=2;所以输入输出关系为:5 总结本文分析的运算放大器都是比较常用且简单的类型,当前只给出了如何计算输入和输出的关系,如果作为硬件设计人员,还需要关注更多的细节,更多运算放大器的指标,失调电压,温漂等等,笔者能力有限,无法进行分析,如果单纯作为读懂一般的运算放大电路还是够用的。

运算放大器通俗讲解

一运算放大器的简介放大器(简称“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。运算放大器是一个内含多级放大电路的电子集成电路。分别是输入级,中间级,发大级还有偏置电路。红色绿色蓝色分别是输入级,中间级和输出级。输入级采用具有很强零点漂移抑制能力的差动放大电路,中间级常采用争议较高的共发射级放大电路,输出级一般采用带负载能力很强的功率放大电路,偏置电路的作用是为各级放大电路提供了工作电压。二放大器的特点一个理想的运算放大器必须具备下列特性:1.无限大的输入阻抗(Zin=∞):理想的运算放大器输入端不容许任何电流流入,即上输入信号V+与V-两端点的电流信号恒为零,亦即输入阻抗无限大。2.趋近于零的输出阻抗(Zout=0):理想运算放大器的输出端是一个完美的电压源,无论流至放大器负载的电流如何变化,放大器的输出电压恒为一定值,亦即输出阻抗为零。3.无限大的开回路增益(Ad=∞):理想运算放大器的一个重要性质就是开回路的状态下,输入端的差动信号有无限大的电压增益,这个特性使得运算放大器十分适合在实际应用时加上负反馈组态。4.无限大的共模抑制比(CMRR=∞):理想运算放大器只能对V+与V-两端点电压的差值(差分信号)有反应,亦即只放大V + V 的部份。对于两输入信号的相同的部分(共模信号)将完全忽略不计。什么是差分信号和共模信号。共模信号:双端输入时,两个信号相同。差模信号:双端输入时,两个信号的相位相差180度。

集成运算放大器各级有什么作用

集成运算放大器各级有什么作用亲,您好!组成:通用型集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四个部分组成 作用:输入级:输入级由差分式电路组成,利用它的电路对称性可提高整个电路的性能。中间级:中间电压放大级的主要作用是提高电压增益,它可由一级或多级放大电路组成。输出级:输出级的电压增益为1,但能为负载提供一定的功率,电路有两个电源供电。偏置电路:它的作用是向各个放大级提供合适的偏置电流,使之具有合适的静态工作点希望能帮助的到您!【摘要】
集成运算放大器各级有什么作用【提问】
集成运算放大器各级有什么作用亲,您好!组成:通用型集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四个部分组成 作用:输入级:输入级由差分式电路组成,利用它的电路对称性可提高整个电路的性能。中间级:中间电压放大级的主要作用是提高电压增益,它可由一级或多级放大电路组成。输出级:输出级的电压增益为1,但能为负载提供一定的功率,电路有两个电源供电。偏置电路:它的作用是向各个放大级提供合适的偏置电流,使之具有合适的静态工作点希望能帮助的到您!【回答】


运放的作用有哪些?

运算放大器公式: u o = f ( u I 2 − u I 1 ) i = 2 。可对微弱信号进行放大,还可做为反相、电压 跟随器,可对电信号做加减法运算。用途:广泛应用于电子行业当中,接入适当的反馈网络,可用作精密的交流和直流放大器,有源滤波器,振荡器及电压比较器。相关介绍: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。

运放的作用是什么?

理想运算放大器工作在线性区时有两个重要特点:一是差模输入电压相等,,称为虚短;二是输入电流零,称为虚短。实际运放的开环电压增益非常大,可以近似认为A=∞和e=0。此时,有限增益运放模型可以进一步简化为理想运放模型,简称理想运放。无限大的输入阻抗(Zin=∞):理想的运算放大器输入端不容许任何电流流入,即上图中的V+与V-两端点的电流信号恒为零,亦即输入阻抗无限大。理想运放模型的符号及转移特性曲线。趋近于零的输出阻抗(Zout=0):理想运算放大器的输出端是一个完美的电压源,无论流至放大器负载的电流如何变化,放大器的输出电压恒为一定值,亦即输出阻抗为零。无限大的开回路增益(Ad=∞):理想运算放大器的一个重要性质就是开回路的状态下,输入端的差动信号有无限大的电压增益,这个特性使得运算放大器十分适合在实际应用时加上负反馈组态。无限大的共模排斥比(CMRR=∞):理想运算放大器只能对V+与V-两端点电压的差值有反应,亦即只放大V + − V − 的部份。对于两输入信号的相同的部分(即共模信号)将完全忽略不计。无限大的带宽:理想的运算放大器对于任何频率的输入信号都将以一样的差动增益放大之,不因为信号频率的改变而改变。

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