导读:运算扩大器因为前期在模仿计算机中完结数学运算而得名,现在大多数以单芯片的方式存在,已广泛应用于电子职业中。今日小编就带你了解运算扩大器电路的隐秘~~
一、运算扩大器电路- -简介
运算扩大器(Operational Amplifier),简称运放(OP或OPA或OPAMP),望文生义,是一种具有高扩大倍数的电路单元,在实践中,常常结合反应网络组成某种功能模块,如同向扩大器、反向扩大器、加法器、减法器、积分电路、微分电路、差分扩大器等等。
二、运算扩大器电路– -结构
运算扩大器至少包含三个端口,即正输入端(OP_P)、负输入端(OP_N) 和输出端(OP_O)。其结构如下图所示。
三、运算扩大器电路– -虚短
运算扩大器的电压扩大倍数很大,而其输出电压有限,因而运算扩大器的差模输入电压很小,两个输入端口电位近似持平,相当于“短路”。在剖析运放处于线性状况时,可把两个输入端口看作等电位,称作虚伪短路,简称“虚短”。
四、运算扩大器电路– -虚断
运算扩大器的差模电阻很大,然后导致流入运算扩大器的电流很小,远远低于输入端外电路的电流,相当于“开路”。在剖析运放处于线性状况时,可把两个输入端口看作开路,称作虚伪断路,简称“虚断”。
五、运算扩大器电路- -反向扩大器
在图一中,运算扩大器的同向接入端接地为0V,反向接入端因为与同向接入端虚短,故也为0V。反向输入端因为输入电阻很高,虚断,故R1与R2可看作是串联在一起的,流过它们的电流相同。I1 = (Vi – V-)/R1,I2 = (V- – Vout)/R2,V- = V+ = 0,I1 = I2,四式联立可解得Vout = (-R2/R1)*Vi,因而该电路为反向扩大器。
六、运算扩大器电路- -同向扩大器
在图二中,因为虚短,有Vi = V-。因为虚断,运放的反向端没有电流收支,R1与R2相当于串联,流过的电流巨细持平,设为I,故有I = Vout/(R1+R2),V-= I*R2。因而,三式联立解得Vout=Vi*(R1+R2)/R2,因而该电路为同向扩大器。
七、运算扩大器电路- -加法器
在图三中,因为虚短,有V-= V+= 0。因为虚断,电路可看做R1与R2并联,再与R3并联,故有I1+I2=I3,即(V1 – V-)/R 1 + (V2 – V-)/R2 = (Vout – V-)/R3。两式联立解得V1/R1 + V2/R2 = Vout/R3,若有R1=R2=R3,则有Vout=V1+V2,因而该电路为加法器。
在图四中,因为虚短,有V+ = V-。因为虚断,有I1=I2,I3=I4,即(V1 – V+)/R1 = (V+ – V2)/R2,(Vout – V-)/R3 = V-/R4。在R1=R2,R3=R4情况下可解得Vout = V1 + V2,因而该电路为加法器。
八、运算扩大器电路- -减法器
在图五中,因为虚短,有V+ = V-。因为虚断,有I1=I2,I3=I4,即(V2 – V+)/R1 = V+/R2,(V1 – V-)/R4 = (V- – Vout)/R3。在R1=R2,R3=R4情况下可解得Vout=V2-V1,因而该电路为减法器。
九、运算扩大器电路- -积分电路
在图六中,因为虚短,有V-=V+=0。因为虚断,流过R1和C1的电流持平,流过R1的电流为i=V1/R1,流过C1的电流为i=C*dUc/dt=-C*dVout/dt,因而可解得Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt,即输出电压与输入电压对时间的积分成正比,因而该电路为积分电路。
十、运算扩大器电路- -微分电路
在图七中,因为虚短,有V-=V+=0。因为虚断,流过C1与R2的电流持平,流过C1的电流为i= C*dUc/dt=C*dV1/dt,流过R2的电流为i=(V- -Vout)/R2,联立可解得Vout = -(R2*C1)dV1/dt,即输出电压与输入电压对时间的微分成正比,因而该电路为微分电路。
十一、运算扩大器电路- -差分扩大电路
在图八中,因为虚短,有Vx = V1,Vy = V2,Vu = Vw。因为虚断,R1、R2和R3相当于串联,流过他们的电流持平,即(Vo1-Vx)/R1=(Vx-Vy)/R2=(Vy- Vo2)/R3=(Vo1- Vo2)/ (R1+R2+R3);R4、R5相当于串联,流过它们的电流持平,在R4=R5情况下,有Vout – Vu = Vu – Vo1;R6、R7相当于串联,流过的电流持平,在R6=R7情况下,有Vw = Vo2/2。
以上各式联立可解得Vout = Vo2 – Vo1= (Vy –Vx)(R1+R2+R3)/R2,因为(R1+R2+R3)/R2为定值,因而可确认差值(Vy –Vx)的扩大倍数,故该电路为差分扩大电路。
有关运算扩大器电路的常识真的是多了去了,在这小编再为我们献上几篇精巧文章~~
1、运算扩大器电路全集
2、这些运算扩大器常识你注意到了吗?
3、阅览运算扩大器电路图的办法
4、运算扩大器根本电路- -11个经典电路
5、大功率运算扩大器电路图