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【专题5:硬件设计】 之 【53.运算放大器详解e - 运算放大器虚短和虚断】

时间:2023-11-30 05:37:02 1736n5pc接近传感器1728n5pc接近传感器

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总结了运算放大器的知识:
专题2:电子工程师 之 硬件】 之 49.操作放大器详解a - 放大三极管和静态工作点
专题2:电子工程师 之 硬件】 之 50.操作放大器详解b - 负反馈电路、正反馈电路和共模干扰
专题2:电子工程师 之 硬件】 之 51.操作放大器详解c - 差分放大电路
专题2:电子工程师 之 硬件】 之 52.操作放大器详解d - 内部结构】
专题2:电子工程师 之 硬件】 之 53.操作放大器详解e - 操作放大器虚短虚断】
专题2:电子工程师 之 硬件】 之 54.操作放大器详解f - 操作放大器电路分析方法
专题2:电子工程师 之 硬件】 之 55.操作放大器详解g - 应用案例:放大传感器信号

1.运输原理图符号

(1)引脚3:正输入端(同向输入端)。
(2)引脚2:负输入端(反向输入端)。
(3)引脚1:输出端。
(4)引脚8:连接电源正极。
(5)引脚4:连接电源负极或负电源。
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2.运放分类

(1)按速度:分为低速运输和高速运输。高速运输更贵。

(2)按供电方式:单电源功能和双电源供电。
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3.常用的运放选型

(1)有单个运输,也有二合一(两个单独运输集成在一起),也有四合一(四个单独运输集成在一起)。

(2)低端(低速)在双运放中,用的比较多LM358,价格便宜,只要几毛钱,比较常用。还有LM2904,LM358和LM2904能承受不同的温度,LM358一般是75度,LM2904一般是150度,其它特性都一样。

低端四路运输(四合一)使用较多LM324,价格在5毛钱左右

单运放:
LM721,中高速运输价格昂贵,一般1-2元。
LM2772,中高速运输,两种高速运输集成在一起,价格更贵。
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4.LM358 数据手册

(1)单电源供电时,供电电压为 3V~ 32V。
(2)正负电源供电时,正电源应小于 16V(V正< 16V),负电源大于-16V(V负>-16V)。
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5.操作放大器的放大原理

操作放大器的放大倍数一般是几十万倍。输入小信号(电流或电压),很容易放大到电源电压。

在工程应用中,一般只需要放大几十倍或几百倍。因此,需要通过电阻网络引入负反馈电路。负反馈电路决定了当前操作放大电路的放大倍数

思考:将一个1mV电压放大到100mV,为什么不直接使用电阻分压或简单地使用三极管放大,而是需要使用放?

因为运输只是1mV电压放大到100mV,但该100mV电压驱动电流很大,由于输出极是推挽电路,输出电压也比较稳定。

因为运输有这么多优点,所以一般直接使用 运放 反馈电阻网络 放大微弱信号

由于放大信号的能量(电压或电流)大多通过负反馈回到输入端,而真正留在输出端的能量(电压或电流)很少,因此该电路被称为负反馈放大电路的深度

深度是指将大部分能量反馈到输入端,因为是大部分,所以是深度。
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6.虚断

输入运放的信号通常很小,即流入运放的电流或电压很小。理想情况下,输入的电压信号或电流信号接近0。为什么是0?如果是0,需要放大?

这里说的0,只是为了更好的分析运输,而不是真正的0输入信号。也可以理解,绝大多数输出电压或电流通过反馈网络返回输入端,中和输入端电压或电流,导致输入信号接近0

因为输入端可以看作是没有信号,相当于运输输入端的直接断路,称为虚断
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7.虚短

虚断可以等效为输入端有一个无穷大的电阻,而运放本身是由半导体元器件集成的,肯定有一个内阻(两个输入端之间的电阻),该内阻相对于无穷大的电阻来说,直接等效为短路,相当于运放内部被短路,被称为虚短

虚断和虚短都是假设的,其实没有短路或断路,只是为了方便工程计算。

总结:
放大倍数是无限的。大部分输出电流或电压可以通过负反馈电阻网络反馈到输入端,并中和输入信号(可以理解),并将所需信号留在输出端。

通过计算反馈电阻网络的电阻值,我们可以计算的放大倍数,输出我们需要的信号。
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