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运算放大器应用电路

关键的外卖

  • 运放差分放大器的特点是输出电阻低,输入电阻高,开环增益高。

  • 在反相放大器配置中,运放电路输出增益为负。

  • 所有简单的数学运算,如加、减、比较等,都可以通过运算放大器应用电路实现。

运算放大器应用电路

在计算领域,运算放大器,或运算放大器,表示放大器具有执行数学运算的能力。可以使用各种运算放大器应用电路来执行数学运算。信号可以加、减、放大、比较等。在这篇文章中,我们将深入研究什么是运算放大器,并看看它的一些应用电路。

运算放大器概述

在模拟电子学中,运算放大器是常用的元件。它们是模拟电子电路的基本元件之一。运算放大器应用电路可以在信号调理系统、滤波应用以及任何以模拟方式对信号进行数学运算的地方找到。

运算放大器差动放大器

差动放大器这个术语描述了放大其输入的差动的电路。运放差动放大器具有低输出电阻,高输入电阻和高开环增益。

如果运算放大器有两个输入,比如信号A和信号B,信号A给运算放大器的非反相输入端,信号B给反相端。差分(信号a信号B)可以用运放电路放大。

运放电路

运算放大器可作为集成电路封装。一些例子是LMV 358, LMV 341, TSV 522等。如下图所示,大多数运放由5个端子组成:

  1. 正侧电源端子(V+)
  2. 负极电源端子(V-)
  3. 非反相输入端
  4. 逆变输入端
  5. 输出终端

运放引脚配置

稳定运算放大器电路

开环操作运算放大器是受限的,因为它会导致不稳定。在开环配置中,运算放大器的输入信号很难控制。运算放大器的闭环操作是首选。闭环操作可以在两种配置下执行。

闭环运算放大器操作配置

逆变放大器配置

在反相放大器配置中,运放与反相端反馈连接(输入端提供给该端)以产生闭环。这种配置的输出增益是负的。

非反相放大器配置

在非反相放大器结构中,输入给非反相端。输出电压信号的一部分通过分压器网络反馈到逆变端。放大器的输出增益是正的。

运算放大器应用电路

举个例子,让我们用我搭建的一个电路。需要对交变电压进行感知,并在此基础上发展相应的控制技术。该控制是使用FPGA实现的,因此需要将感知到的电压传递给控制器的ADC。然而,由于FPGA只取正值,因此需要对信号进行“求和”的数学运算,使其完全为正。我使用了一个基于运算放大器的求和放大器,它增加了电压,因此所有感应电压的负值都变成了正。传感电压经过运放电路,到达FPGA的ADC。

加法放大器

运算放大器求和放大器

上面的电路显示了一个基于反相放大器配置的求和放大器,因为三个输入通过三个电阻连接到反相输入端。假设电阻是R是相等的。输出电压V成正比于电压V1+ V2+ V3.

运算放大器和放大器输出方程

运算放大器和放大器输出方程

当输入电阻相等时,给定输入的和在输出中得到增益。如果需要获得输入信号的加权和,则可以将适当的电阻值连接到相应的输入信号上。

类似于上面的例子和相应的电路,在模拟电子学中有许多可用的应用电路。我们将在下一节中介绍其中的一些。

运算放大器集成电路

所有简单的数学运算,比如加减,比较等,都可以与运放应用电路。但是,如果我们需要对一个信号积分呢?对于集成,有一个电路使用运算放大器。

运算放大器积分电路

将逆变放大器中的阻性反馈用电容代替,就可以构成积分放大电路,如上图电路图所示。使用运算放大器的集成放大器电路输出与给定的输入电压与时间成正比。在集成电路中,电容器根据输入电压的变化进行充放电并产生输出。

运算放大器应用领域

运算放大器是通用的设备,可以执行数学运算,而不限于求和和积分。运放应用电路广泛应用于需要滤波、信号调理、模拟计算、模拟仪器等的系统中。

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