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运算放大器详解:四大基本电路类型及其实现功能

2024-04-08 14:37:42 9,287

运算放大器(简称运放)基本上是一种电压放大器件,设计用于在其输入/输出端子之间使用电容器和电阻器等组件,或者只是具有多个端子的线性集成电路(IC)。在电子学中,实际运算放大器的开环电压增益非常大。可以看出,开环增益无穷大,输入电阻无穷大,输出电阻为零。此外,它还具有正负输入,允许使用反馈电路来实现多种功能。以下是一些基本电路:

1.同相放大电路

同相放大器是一种运算放大器电路配置,可以产生放大的输出信号。它提供高输入阻抗以及使用运算放大器获得的所有优点。电路图如图1所示:

特征:

①能够获得高输入阻抗

②正常输出可用于引导

③反面输入口可作其他用途

④比例系数为(1+Rf/Rs)

同相放大电路图

2、反相放大电路

反相放大器(也称为反相运算放大器或反相运算放大器)是一种产生与其输入成 180 度输出的运算放大器电路。输入信号。在图 2 中,两个外部电阻器用于创建反馈电路并在放大器上形成闭环电路。

特征:

①降低输入阻抗或保持一定值

②可作为电流输入型使用

③在一定电位下产生虚短路点

④正相输入端口空闲

⑤ 信号源阻抗低,更容易获得满意的信噪比

⑥比例因子(即放大倍数)为-Rf/R

反相放大器电路图

#运算放大器#作为加法器 通过将更多输入连接到反相运算放大器,可以构建加法器电路。加法放大器的电路图如图3所示。

加法放大器的电路图

3、差分放大电路

差分放大器是一种具有两个输入和一个输出的模拟电路,其输出在理想情况下与两个电压之间的差值成正比。这是一个非常有用的运算放大器电路,通过添加更多与输入电阻并联的电阻器,如图 4 所示。

特征:

①可以增加最大输出压摆率。

②差分工作模式可以很好地抑制环境噪声(如电源噪声),即所谓的共模抑制。

③简单,带有偏置电路

④高线性度

差分放大器电路图

4、复合放大电路

复合放大器称为多个运算放大器的组合,它们与整个网络的负反馈环路级联。这些反馈环路本质上是负的,因此也称为嵌套反馈放大器。负反馈有助于减少输出波动。这些波动可能由于输入变化或外部干扰而发生。系统输出的某些函数被输入到输入端,从而实现负反馈。如图5所示。

复合放大电路图

电路中的电阻一般选择在K欧姆级别,电阻的比值影响增益和偏置。此外,运算放大器的电源电流、频率响应和容性负载驱动能力决定了它们在电路中的具体值。如果用在高频电路中,需要减小电阻以获得更好的高频响应,但会增大输入偏置电流,从而增大电源的电流。

以上是运算放大器的基本电路的介绍。理想的运算放大器不使用电源,具有无限的输入阻抗、无限的增益带宽和转换速率、无输入偏置电流和输入失调。它们具有无限的电压顺从性。实际的运算放大器会消耗一些功率,具有非常高的输入阻抗、有限的增益带宽和有限的转换速率、一些输入偏置电流和输入失调电压。电压合规性受到电源轨的限制,或者通常更少。

 

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