运放知识点总结

目录

一、运放基础知识 (operational amplifier)

1.由来

2.用途

3.符号

4.内部结构​编辑

5.虚短虚断

二、同相放大电路 (Non-inverting Amplifier)

三、反相放大电路 (Inverting Amplifier)

四、差分放大电路 (Difference Amplifier)

五、加法电路(addition)

六、积分电路 (Integral)

七、微分电路(differential)

八、电压跟随器 (Voltage follower)


一、运放基础知识 (operational amplifier)

1.由来

运算放大器名称的由来:模拟计算机时代,用于各种模拟量的快速计算,简写OPAMP,OPA。

组成:分立元件,或单芯片。

图示:

2.用途

  • 加、减、乘、除法器
  • 积分、微分器
  • 电压跟随器
  • 电压比较器
  • 同向、反向放大器
  • 差分放大器
  • 滤波器
  • 电流电压转换
  • 精密电流源
  • 可调参考电压源
  • 正弦波、三角波及各种波形发生器

3.符号

同向输入端、反向输入端、输出口

电源:单电源,双电源

4.内部结构

  • 第一级,差分放大电路 ,放大差模信号,抑制共模信号
  • 第二级,高增益放大电路
  • 第三级,互补输出电路,或推挽输出,提高输出功率,增加带负载能力

5.虚短虚断

基本定律:

  • 开环放大公式
  • 开环放大倍数(增益)超级大:Avo,10的五次方或10的六次方
  • 输入阻抗超级大
  • 输出阻抗超级小

负反馈:

  • 虚短:两输入端短路
  • 虚断:输入端与运放之间断路

二、同相放大电路 (Non-inverting Amplifier)

定义:

输入信号从运放的同相输入端接入

标准电路:

应用电路:

运放的系统电压比输出的最高电压高出2V以上

在反向端电压一定时,输出的波形与同相端相位相同

三、反相放大电路 (Inverting Amplifier)

定义:

输入信号从运放的反相输入端接入

标准电路

关键点:

  • 负号表示相位相反,只有双电源供电时才有意义
  • 在同相端电压一定时,输出的波形与反向端相位相反,想相同怎么办?

可以再加一个反向放大电路,放大倍数为一,只改变相位,放大倍数不变  

四、差分放大电路 (Difference Amplifier)

定义:

两输入端同时输入信号

标准电路:

实际应用电路:

五、加法电路(addition)

六、积分电路 (Integral)

我们知道在电容上的电压等于其电流的积分,而电感上的电流等于其电压的积分。

然而,在集成电路中,电感显得过于庞大,所以,我们可以用电容接进反相端来代替电感。

在“虚短”“虚断”的条件下

满足Vo = -Vc

电容上的电压等于流过其电流的积分

考虑到输入信号还有时间,就可以得到定积分

七、微分电路(differential)

八、电压跟随器 (Voltage follower)

名称解释:

利用集成运算放大器设计成输入电压与输出电压相同的电路。

特点:

高输入阻抗、低输出阻抗、电压增益为1。

用途:

起缓冲、隔离、阻抗匹配,提高带负载能力。

关键词:

  • 阻抗
  • 输入阻抗(大)
  • 输出阻抗(小)

标准电路:

应用电路:

信号是什么?

电压信号=电压源。

单片机的AD口对外部信号的阻抗要求?

通常进入AD引脚前的信号,如果有长导线引入 / 信号源极弱,需要加电压跟随器。

阻抗匹配,增加带负载能力。

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