运算放大器的简要分析
一、集成運放的優勢
???????集成運算放大器在電子設備上充當著很重要的位置,它具有優良的特性,能為設計帶來極大的方便;
???????① Auo 高達80-140dB ???????A=20lg(dB)
???????② Rid 高達105-1011Ω
???????③ Ro非常低 幾十Ω左右
???????④ KCMMR很高 70-130dB,具有非常好的抗干擾能力
二、集成運放的工作范圍
1.工作在線性區(有反饋存在)
- A = Uo/Ui = Uo/(U+ - U-),因為理想集成運放的放大倍數趨向于 ∞ ,而運算放大器的輸出是有限的,因此有U+ - U- 趨向于0,即U+ = U-;即虛短的存在。
- 因為輸入電阻很大,因而輸入電流趨向于0,即虛斷的存在;
- 分析運放時,充分利用虛斷、虛短的特性來分析,當遇到有兩個信號源作用時,可采用單個分析相加的方式進行分析。
- 注意事項:設置的放大倍數輸出電壓不能超過運放供電電壓,否則波形會出現失真現象,甚至會燒壞運放。
2.工作在非線性區(無反饋存在)
???????輸出電壓只有兩種可能(+VCC / -VEE)
???????U+ > U- 時,Uo = +VCC
???????U+ < U- 時,Uo = -VEE
???????典型應用:電壓比較器
???????注意事項:并不是每個運放的輸出電壓都能達到+VCC ,要看運放的輸出類型是不是rail to rail的;通常會在比較器的輸出端加上上拉電阻到VCC.
三、集成運放的類型(典型圖)
1.反相比例運算放大器
???????平衡電阻:R2 = R1//RF
???????放大倍數 :A = -RF/R1
???????特點:輸出與輸入反相,傳說中???????的反相器;可以認為只存在差模信號抗干擾能力強。
2.同相比例運算放大器
???????平衡電阻:R2 = R1//RF
???????放大倍數 :A = 1 + RF/R1
???????特點:輸出與輸入同相,輸入電阻無窮大,常用于做電壓跟隨器,使得前后級的影響很小,抗干擾能力沒反相的好。
3.反相加法電路
???????平衡電阻:R2 = Ri1//RF//Ri2
???????輸出關系 :Uo = -((RF/Ri1)*Ui1 + (RF/Ri2)*Ui2)
4.同相減法電路
???????輸出關系 :Uo = (1 + RF/Ri1)*R3/(R2+R3)Ui2 - (RF/R1)Ui1
???????當R1=R2=R3=RF時,Uo = Ui2 - Ui1
5.雙極性電壓變單極性電路
???????第一級采用電壓跟隨器,那么使得它對前后級影響很小。
???????輸出關系:Uo = 1/2VDD + Ui
???????特點:如-5V - +5V ,變為0 - 10V;便于單片機檢測,一般單片機無法檢測負壓的。
5.單極性電壓變雙極性電路
總結
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