【转帖】记住这几个特性，运算放大器的使用不再难

2017-11-1 10:32:58 4624 运算放大器

0 导读记得大学时学习模拟电子电路中关于运算放大器的使用，什么同相比例放大电路、反相比例放大电路、加法电路等，不同的结构和不同输入输出公式。当时没好好学，没有认真思考为什么这样，一味的死记硬背以应付考试。随着时间的流逝，记忆渐渐模糊，等到实际搭电路测试时发现输出电压和书上的结果完全不一样，（此处的原因说明省略100字）。最后经过现实的“洗礼”，发现运算放大器使用只要搞清楚以下几点，就不再难了，若有不对的地方，还请指正。第一点：负反馈这一点很重要，运算放大器电路必须要接成负反馈（实现比较器功能除外）的形式，说的直白一点就是运算放大器的输出端必须反馈至反相输入端。 _图1（a）负反馈接法图1（b）正反馈接法_ 第二点：虚断、虚短 1）运算放大器的输入阻抗很大，可视为开路，因此分析时可视为流入运算放大器引脚的电流为零，这就是虚断。 2）虚短就是运算放大器的正相输入端电压与反相输入端电压相等，即Vp=Vn。为什么会这样呢，如图2所示的电路，由于运入有虚断的特性，那么电阻R3上没有电流，因此Vp=Vi，当该电路刚通电时，Vo=0V，此时Vn=0V，因此运算放大器的净输入电压为Vp-Vn=Vi，由于运算放大器的开环放大倍数的存在，Vo开始升高，由于Vn=VoR2/(R2+R1)，因此Vn也开始升高，从而导到净输入电压Vp-Vn变小，最终电路会达到一个平衡的状态，此时Vp=Vn，也就是虚短。图2 同相放大电路* 根据以上两点，运算放大电路的输入输出关系就可以写出来了，还时以图2所示的电路作为例子来说明，根据虚断的特性，可以得出以下两个重要的特性 1）电阻R3上没有电流，即Vp=Vi 2）流过电阻R2的电流就是流过电阻R1的电流，即I1=I2，因此有（1）（2）根据虚短的特性，Vn=Vp=Vi，因此有（3）式（3）就是该运算放大电路的输入输出公式。到了这里，是不是就可以了？答案是NO，还有一点需要注意，不然电路可能还是不能正常工作。那就是需要关注输出电压的大，即，第三点：输出电压不能超出范围。第三点：输出电压不能超出范围如何理解这一点呢？这里还是以同相放大电路为例，假设该电路的参数为：运放的供电采用双电源供电，即电压是±5V R1=1K，R2=2K Vi=2V 图1 同相放大电路根据同相放大电路的公式，输出电压为 (1) 如果真的搭了这样的一个电路，真的可以输出6V电压吗？显然不可能，因为运放的供电电压最大也只有5V，也就是说该运放在这种状态下输出的电压不可能超过5V。这里还做一个假设，假设该运放是轨至轨的，即最大可输出的电压为供电电压，即最大可输出5V,最小可输出-5V。也就是说当输入电压Vi在-1.67V~1.67V之间时，输入输出满足关系统式（1），超出这个范围就不再满足该关系，图2就是该电压的输入输出关系曲线。图2 双电源供电的同相放大电路输入输出曲线在实际电路设计中还有一种很常用的供电方法，即采用单电源供电，即运放的供电采用单电源供电，即电压是5V，0V R1=1K，R2=2K 对于这样的电路参数，其实思路是一样的，最大可输出5V,最小可输出0V（假设该运放是轨至轨的），下图是单电源供电时输入输出曲线图3 单电源供电的同相放大电路输入输出曲线总结因此运算放大器电路的分析和设计只要记住或搞清楚以下三点，我想就不会再难了。负反馈接法理解和应用虚断、虚短特性输出电压不能超出运放的供电电压的范围 0
2017-11-1 10:32:58　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 【转帖】运算放大器的简易测量 3891 • 运算放大器应用设计的几个技巧分享 210 • 运算放大器应用设计的几个技巧 2336 • 运算放大器的几个小电路 911 • 运算放大器应用设计的几个实用技巧 1363 • 运算放大器应用设计的几个技巧 13 • 运算放大器应用设计的几个技巧 738 • 运算放大器的温度特性 757 • 运算放大器的特性总结 3042 • 运算放大器的基本特性运算放大器有几种类型 2988