电路中运算放大器_小编科普一下运算放大器的基本电路

运放之所以叫运放,不是A放大器或者B放大器,因为这个结构可以做运算,比如积分,微分,加法,减法等等。

运算放大器有两个输入,一个是非反相输入,表示为V,另一个是反相输入,表示为V-。

运算放大器有一个输入,记为Vout。

理想情况下,运算放大器只放大两个输入之间的电压差。

那为什么运算放大器有两个输入呢?这是因为两个输入有两个输入的优点。

(1)两个输入可以建立只有一个输入时无法完成的电路;

(2)有时,如果遇到复杂系统(例如包括许多晶体管和串联),可以等效为一个运算放大器,这样可以简化分析。

比如下图左边,我感觉这个电路因为反馈电阻R2的存在突然复杂了。但如果把三级放大电路等效成运算放大器,看起来就简单明了了。

我们希望运算放大器是理想的,但理想是丰满的,现实总是骨感的。所以实际的运算放大器总会有很多不完善的地方。

理想运算放大器:

开环增益为;输入阻抗为;输出阻抗为0;带宽为。

但是实际的运算放大器:

有限的开环增益;输入阻抗虽然大,但不;输出阻抗虽小,但不为0;带宽有限。

运算放大器的虚拟短路

因为Vout=Aol*(V -V-),因为Vout是一个有限值,而Aol的值很大,那么V和V-的差值就很小,也就是V ~==V-。这就是所谓的虚短。

因为运算放大器的输入阻抗很高,虽然导线连接,但电流很小,可以认为是0,即I=0,I-=0,所以可以认为是两个输入与运算放大器断开,称为虚断开。

虚短路和虚断路概念是运算电路分析中常用的概念。

基本操作电路

非反相放大器

上图中,Aol称为开环增益,Vout/Vin称为闭环增益。

由运算放大器组成的同相放大器具有与电阻之比有关的增益,优于普通放大器。因为电阻比可以精确控制,而且受温度、加工等因素影响很小。

反向放大器(反向放大器)

可以看出,反相放大器的增益还是一个比值,可以精确控制。此时,其输入阻抗为R2,小于同相放大器的输入阻抗。此外,如果降低R2以获得更高的增益,输入阻抗也会降低。

使用反相放大器时,也需要考虑这一点。

单位增益缓冲器

单位增益缓冲器有什么好处?也不能放大增益。

如果计算单位增益缓冲器,会发现它的输入阻抗接近无穷大,输出阻抗接近于零(即使运算放大器本身的输出阻抗也不小)。

这使得可以在不影响前级电路的情况下感测前级电路的电压;同时可以驱动低输入阻抗的电路。

积分器

微分器

蝰蛇

精密整流器

简单的二极管整流器有一个问题,就是当输入信号的幅度小于二极管的导通电压VDon时,输出为0,如下图所示。

而由运算放大器组成的精密整流器就不会有这样的问题。

对数放大器

对数放大器的输入和输出曲线如下图所示。

如果信号输入幅度小,其放大增益大;当信号幅度增加时,其放大增益相应降低。

对数放大器的结构如下图所示。

审计刘清