今天为大家分享集成运算放大电路,附带一些资料。
一.综述:集成运算放大器,它的实质上就是一种高电压放大倍数的直接耦合放大器。它工作在放大区的时候,输入和输出呈现出一种线性关系,它又有一个别名——线性集成电路。
首先,我们解释一下前面我们讲到零点漂移。零点漂移是什么呢?简言之,就是当输入电压为0,输出电压偏离零值的变化。 产生零点漂移的原因是什么呢?我们知道,运算放大器是一种高聚合的放大器,采用直接耦合的方式,它的各级是相互影响的。由于各级的放大作用,即使第一级存在微弱的变化时,也会使输出级产生很大的变化。而当输入短路的时候,输出将随时间缓慢的变化。(注意缓慢)(输入级的Q点发生变化的原因有很多,例如 温度等因素。) 我们如何解决存在的零点漂移?最有效的措施就是差动放大电路。
二.差动放大电路
这就是一个基本的差动放大电路,我们从以下几个方面介绍一下这位新人: 1. 电路要求 2. 工作原理 3. 放大效应
1.电路要求:两个电路的参数完全对称,两个管子的温度特性要求一致。
2.工作原理:当输入端口输入信号Ui=0时,三极管的电流相同,两集电极电位也相同,所以输出电压为0.当温度上升时,输出电压仍为0。
3.放大效应(有两种输入信号类型)
(1)在差动放大管T1和T2的b级接入幅度相同、极性相同的共模信号。在输入共模信号的时候,它对T1,T2的作用是一样的,都会引起两管电流同量增加,集电极电位也会同量减小,因此T1,T2C级输出的共模电压为0。所以此时电路其对共模信号抑制能力极强。
(2)在差动放大管T1和T2的b级接入幅度相同、极性相反的差模信号。由于信号的极性相反,因此T1管C极电压下降,而T2管C极电压上升,并且两电压在数值上互为相反数。 为什么叫差动放大电路呢?即输入端信号差为0的时候,输出端输出为0;而当输入端信号差不为0的时候,就会有输出,并且差模放大系数等于单个差动管的放大系数。
三:集成运算放大器 在这一部分,我们首先介绍两个重要概念,虚短和虚断。
虚短:同相输入端和反相输入端的电位不相同,但并非短路,这种情况我们称之为虚短 虚断:放大器的输入电阻无限大,就好像运放两个输入端之间开路。但事实上并没有开路,称为虚断。
只要不牵扯开环,放大电路一般都是工作在线性区域的。在运算放大器工作在线性区时,同相输入端和反相输入端的电压近似相等,这是一个分析的基础条件。
下面我们看一些常见的集成运算放大器 ①比例运算电路
(1)反相比例放大电路
分析: 由于u-=u+=0,是虚短,由于输入电阻R1非常高,因此几乎没有什么电流流过R1和RF,是虚断,R1和Rf就是串联关系。 Vo=-Vs/R1 x Rf 比例系数就是Rf/R1,只要改变这个值就可以改变放大倍数,但是信号放大之后确是反相的。 特点: 1.因为u-=u+=0,因此共模输入电压为0。 2.该电路对输入信号的负载能力有一定要求。
(2)同相比例放大电路 相信大家已经会利用虚短和虚断进行分析,最终放大的结果是 Uo=(1+Rf/R1)UI 特点: 输入电阻高
(3)差动比例电路
输入信号分别加在反相输入端和同相输入端。 输出Uo=Rf/R1(Ui2-Ui1) 差动电路完成了对输入两信号的差运算。
②反相求和电路
由于电路存在虚短,所以运放的经输入Vi=0,反相端又为虚断,所以iI=0,因此流经Rf的电流等于流经R1和R2的电流之和,即(VS1-V-)/R1+(VS2-V-)/R2=(V-Vo)/Rf。因此,无论加几个输入电路,都存在这样一个线性关系。 输出电压Uo=-(Ui1Rf/R1+Ui2Rf/R2+。。。。)
③积分电路
积分电路的工作原理就利用电容的充放电进行积分运算,使得输出电压和输入电压呈积分关系 输出电压vo=-1/(RC)∫ vdt
④微分电路 把R和C调换一下,就是微分电路
电路部分基本结束了,下一帖连载一些杂谈。
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