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  • 運(yùn)算放大器電路圖應(yīng)用解析
    • 發(fā)布時(shí)間:2024-09-11 20:46:01
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    運(yùn)算放大器電路圖應(yīng)用解析
    放大器是能把輸入訊號(hào)的電壓或功率放大的裝置,由電子管或晶體管、電源變壓器和其他電器元件組成,用在通訊、廣播、雷達(dá)、電視、自動(dòng)控制等各種裝置中。
    首先,先了解放大器,放大器在電路圖中可以用一個(gè)三角形符號(hào)表示,尖的一端是輸出端(OUT),另一端為輸入端(IN);有時(shí)也畫作一個(gè)方框,里面畫一個(gè)三角形,三角形就代表放大器。符號(hào)僅僅代表放大器,不管放大器是什么形式的電路,電子管、三極管、分立元件、集成模塊等都可以用一個(gè)三角形代表放大器。
    運(yùn)算放大器電路
    符號(hào)只代表放大器,不代表什么形式的放大器
    運(yùn)算放大器電路
    三極管的放大電路
    可以把三極管的放大電路、單結(jié)晶體管的放大電路、場效應(yīng)晶體管的放大電路、功放的電路等都可以簡化為一個(gè)三角形符號(hào),這樣就可以不必畫出內(nèi)部的元件,可以代表這個(gè)電路就是有放大的功能。
    放大器除了輸入端和輸出端,其他的功能引腳可以畫在旁邊,比如電源腳可以畫在旁邊。放大器有使用雙電源的,接正電和負(fù)電。用雙電源供電的放大器,輸入輸出通常不需要使用耦合電容,因?yàn)殪o態(tài)時(shí),它們的電壓為零伏。
    運(yùn)算放大器電路
    當(dāng)使用的是單電源的時(shí)候,同樣還是上面是正下面是負(fù),只是單電源的接法,負(fù)電源一般就是地線,這時(shí)輸出端或者輸入端靜態(tài)電壓經(jīng)常是電源電壓的一半,至少它不是零伏,所以需要電容來耦合,隔直流通交流
    運(yùn)算放大器電路
    有時(shí)在集成模塊的內(nèi)部會(huì)看到兩種不同的符號(hào),與前面介紹的不同的是右邊的放大器OUT端多了一個(gè)圓圈,代表方向放大,而前面介紹的就是同相放大器。
    運(yùn)算放大器電路
    可以理解為同相放大器輸出端的變化規(guī)律和輸入端的變化規(guī)律是相同的,輸入上升,輸出也上升,輸入下降,輸出也下降,即正向位放大;而反向放大剛好相反,輸出端的電壓變化方向和輸入端相反,輸入端電壓上升輸出端電壓就下降,輸入端電壓下降,輸出端電壓就上升,即反向位放大。
    運(yùn)算放大器電路
    同相位放大:輸入端的變化方向和輸入端的變化方向相同,就是零度的相位差;
    反相位放大:輸出端的變化方向和輸入端的變化方向相反,它就是180°的相位差;
    對(duì)于同相位放大器它的輸入端電壓上升的時(shí)候輸出端也會(huì)上升,同步的變化,只是由于放大作用輸出端的變化幅度更大,其中的放大實(shí)際就是以小控大,用小的電壓或電流控制大的電壓或電流,習(xí)慣把它稱為放大作用;
    對(duì)于反相位放大器輸入端電壓變換的時(shí)候輸出端變換方向和它相反,而且是同步變化的。
    同相位放大器的標(biāo)識(shí)方法就是在輸入端標(biāo)一個(gè)“IN+”,或者直接標(biāo)一個(gè)“+”號(hào);而反相位放大器有兩種標(biāo)識(shí)方法,如右圖,一個(gè)是在OUT端標(biāo)一個(gè)圈,另一個(gè)就是在左側(cè)標(biāo)一個(gè)“IN-”,或者接標(biāo)一個(gè)“-”號(hào)。
    運(yùn)算放大器電路
    當(dāng)我們把同相位放大和反相位放大功能放到一起合并起來,就形成了運(yùn)算放大器,當(dāng)然里面不是兩個(gè)獨(dú)立的放大器,而是先對(duì)比兩個(gè)腳的電壓差,然后再放大。兩個(gè)輸入端電壓變化的時(shí)候?qū)敵龆硕紩?huì)產(chǎn)生影響,就看哪一個(gè)的電壓變化幅度比較大,誰對(duì)輸出端的控制就起主導(dǎo)作用。下面就是運(yùn)算放大器的基本符號(hào)。
    運(yùn)算放大器電路
    它的主要功能是對(duì)比IN+和IN-兩個(gè)腳的電壓,然后再把它們的差值進(jìn)行放大,然后輸出。首先第一點(diǎn),運(yùn)算放大器,具有很高的放大倍數(shù),不論電流放大還是電壓放大,常規(guī)的運(yùn)算放大器,放大倍數(shù)一般都會(huì)在1萬倍以上,5、6萬倍也正常。通常所說的開環(huán)放大就是沒有反饋的(不管正反饋還是負(fù)反饋),即沒有反饋情況下的放大倍數(shù),就是對(duì)輸入端兩個(gè)電壓之差進(jìn)行的放大。
    實(shí)際的運(yùn)算放大器只能是有很高的放大倍數(shù),而理想的運(yùn)算放大器應(yīng)該是無窮大的放大倍數(shù),也就是說希望運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)很大,大到它不影響我們對(duì)電路的計(jì)算,所以很多計(jì)算公式,都是把運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)當(dāng)作無窮大來計(jì)算。有時(shí)候看到電路圖中出現(xiàn)這個(gè)符號(hào),一個(gè)框就是代表一個(gè)模塊,而里面的三角形代表的是放大器,后面的符號(hào)是無窮大,就是說放大器的放大倍數(shù)是無窮大,只有理想放大器,才有無窮大的放大倍數(shù),實(shí)際放大器的放大倍數(shù)不會(huì)是無窮大,但是在電路圖中會(huì)出現(xiàn)這樣的符號(hào),也就是說電路的設(shè)計(jì)是按照放大器的放大倍數(shù)無窮大來設(shè)計(jì)的。
    運(yùn)算放大器電路
    運(yùn)算放大器屬于一個(gè)對(duì)比放大器,它主要是對(duì)兩個(gè)輸入端的電壓進(jìn)行比較,然后把他們的電壓差進(jìn)行放大輸出,輸出電壓等于
    由于運(yùn)算放大器的開環(huán)放大倍數(shù)很大,計(jì)算以后有可能輸出很高的輸出電壓,但是實(shí)際的電壓不可能很高,會(huì)受到電源電壓的限制,不會(huì)比電源電壓高,例如,算出來輸出電壓為20V,但實(shí)際它不應(yīng)該有20V,因?yàn)樗鼤?huì)受到電源的限制,如果電源是12V,那邊輸出電壓不會(huì)超過12V。有些運(yùn)算放大器的電路,其輸出可以達(dá)到電源電壓,但是有些只能接近電源電壓。
    運(yùn)算放大器電路
    而對(duì)于一個(gè)理想的運(yùn)算放大器,它的放大倍數(shù)是無窮大,同相位的電壓比反相位的電壓高,經(jīng)過放大后輸出最可能高的電壓;同相位的電壓比反相位的電壓低,經(jīng)過放大后輸出最可能低的電壓。
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