在
电路设计中,我们经常需要将外部采集的模拟信号通过A/D转换成数字量再交给MCU处理,通常这种模拟信号都比较小,所以一般前端我们都需要将这个信号放大,于是我们常常会用到放大电路。在我们的ECU设计中,就有很多这样的模拟信号需要放大,比如说各种电压、电流、压力等。在处理这些信号的过程中,我们用到了大量的基于运算放大器的放大电路。
1、同相放大器
像这种同相放大器,我们在
电子产品中用得比较多,所需要的外部器件也比较少,增益可以通过R1,R2的阻值来调节。
2、电压跟随器
若在同相放大器中置R1=∞和R2=0,就成为电压跟随器。作为电压放大器,它的增益仅仅为1。然而,它的特点是起到一个阻抗变换器的作用。因为从它的输入端看,它是以个开路;而从它的输出端来看是短路。因此,这个跟随器的作用就是在源和负载之间起到一种缓冲作用,也被称之为“电路万能胶”。
3、反相放大器
由于在早期运算放大器仅有一个输入端,即反相输入端,所以反相放大器出现在同相放大器之前。目前我们的方案还很少用到它。
4、差分放大器
如果满足电桥平衡:R4/R3=R2/R1
这个电路就是一个真正的差分放大器:VO=(R2/R1)(V2-V1)
如果引入差模和共模分量,如图(b)所示,这是现实中常见的一种情况:一个低电平的差分信号叠加到一个高电平的共模信号上,如在我们的蒸发风机电流检测中信号就属于这种情况。根据前面的假设条件,在电阻失配的情况下,这个电路就不再是一个真正的差分放大器,VO会随着共模分量而变化。
小结
运算放大器,如果选取恰当的外部
元件,它能够构成各种运算电路,如放大、加、减、微分和积分等运算电路。运算放大器实现数学运算的能力,是将高增益与负反馈结合起来的结果。