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详细解析集成运算放大电路比例运算的工作原理

时间:2023-01-12 23:00:00 放大电路集成电路4580放大电路if202集成电路

目录

  • 1、工作原理
  • 2、实际运用

1、工作原理

1、反相输入
从反相输入端引入输入信号的操作是反相操作。

上图所示是反相比例运算电路。输入信号u通过输入端电阻R1送到反向输入端。同向输入端通过电阻R2接地。在输出端和反相输入端之间跨接反馈电阻。

分析电路:
根据
运算放大器在线区域工作的两个分析依据:关于虚拟和虚拟概念的虚拟和虚拟概念,不理解可以参考本博客
i1 = iF,u- = u = 0。
i1 = u1/R1
iF = (0 - u0)/RF = -u0/RF
因此 u1/R1 = -u0/RF
u0/u1 = -RF/R1

总结:
如果输出电压和输入电压是比例操作关系。R1 和 RF电阻值足够准确,操作放大器的开环电压放大倍数很高,可以认为u0 和 u1之间的关系只取决于RF和R1的比值与操作放大器本身的参数无关。公式中的负号表示u0和u1反相。
图中的R二是平衡电阻,R2 = R1//RF,其功能是消除静态基极电流对输出电压的影响。RF = R1时,u0 = -u这是反相器。
2、同向输入
输入信号从同向端输入的操作是同相操作。

从同相输入端引入输入信号的操作是同相操作。
放大器在线性区域工作据理想操作放大器的分析依据:
i1 = iF
u- = u = u1
i1 = -u1/R1
iF = (u1 - u0) / RF
-u1/R1 = (u1 - u0) / RF
因此:u0/u1 = 1 RF/R1

2、实际运用

计算下图u0的电压大小

分析: 电源 15V 经过两个 电阻分压后,在同相输入端获得 7.5V输入电压。根据虚短,u- = u = 7.5V。 根据虚断可知i- = i = 0。此时u0 = 7.5V保证电压i- = 0.所以这是一个电压跟随器。

在下图所示的两级运算电路中,R1 = 50k欧 RF = 100k欧。如果输入电压为1V,求输出电压u0.

分析: 输入级A1.电压跟踪器。它是一个串联电压负反馈电路,具有较高的输入电阻,可以减轻信号源的负担。他的输出电压,u01 = u1 = 1V,作为输出级A2的输入。A二是反比运算电路,可得: u0 = -RF/R1 * u01 = -2V。

3.在实际项目中,输入端是能量计探头,可以根据能量输出0~5V模拟电压信号。这个电压信号经过A电压跟随器,产生跟随电压UA后,作为B的输入。B同比运算电路,B产生的电压信号被AD计算采集。根据计算可以推导出U(E_Input)/ U(Energy_AD) = 5.6/3.6。

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