集成运算放大器 电压比较器 电压跟随器

集成运算放大器&电压比较器&电压跟随器
目录
1. 集成运算放大器基础 (2)
2. 基于理想运放的分析 (2)
3. 基础运放电路分析 (3)
4. 运放的基础应用要求 (4)
5. 电压比较器 (11)
6. 电压跟随器 (14)
1. 集成运算放大器基础
集成运放有同向输入端和反向输入端,从外部看,集成运放是一个双端输入,单端输出,基友高差模放大倍数,高输入电阻,低输出电阻,能较好的抑制温漂的差分放大电路。
同相输入端
反相输入端
Up Un
Uo
(a) 符号                  (b )电压传输特性
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集成运放的输出电压Uo 与输入电压(即同相输入与反向输入端之间的电位差)(Up-Un )之间的关系曲线被称为电压传输特性。
Uo= f (Up-Un )
对于正负两路电源供电的集成运放,电压的传输特性如图(b ),集成运放包含线性区和非线性区两部分,线性区,曲线的斜率为电压放大系数,非线性区,输出电压只有两种可能,+Uom 或-Uom 。
由于集成运放放大的是差模信号,且没有通过外电路引入反馈,故称电压放大倍数为差模开环放大倍数,记做Aod ,当集成运放工作在线性区时
Uo= Aod (Up-Un )
2. 基于理想运放的分析
利用集成运放作为放大电路,可以引入各种组态的负反馈,在分析集由集成运放组成的负反馈放大电路时,通常将其性能指标理想化,看做一个理想运放。
理想运放的性能指标:
1) 开环差模增益(放大倍数)Aod=∞。 2) 差模输入电阻 Rid=∞。 3) 其他
设集成运放的同相输入端和方向输入端电位分别是Up 和Un ,电流分别为Ip 和In ,当集成运放工作在线性区时有 Uo= Aod (Up-Un ),因为Aod 无穷大,要使Uo 为有限值,则Up=Un ,即虚短路,同时又因为理想运放的输入电阻为无穷大,所以两个输入段的电流也均为0,即Ip=In=0。称为虚断路。
综述:分析由运放组成的应用电路时,基于理想运放的两个条件来分析:Up=Un 和Ip=In=0。
引入负反馈:对于理想运放,由于Aod=∞。因而即使两个输入端之间加微小电压,输出电压都将超出线性范围,输出电压不是+Uom 就是-Uom 。所以电路要引入负反馈,使净输入量趋于0,才能保证集成运放工作在线性区。
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运放应用电路分析基础:Un=Up ;In=Ip=0。
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3. 基础运放电路分析
基于运放的应用电路分析基础,两个理想运放条件:Un=Up ;In=Ip=0。 1) 电压串联负反馈电路
UI
等效电路:
UO
Un
对于N 点,利用电流守恒定律即输入电流等于输出电流来分析:If=I1+In 其中If=(Uo-Un )/R2;I1=Un/R1
基于理想运放分析我们可知:Un=Up=UI ;In=Ip=0; 所以(Uo-UI )/R2= UI/R1 ;
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所以可得输出电压与输入电压的关系:Uo=UI*(R1+R2)/R1
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2) 电压并联负反馈电路
等效电路:
对于N点,利用电流守恒定律即输入电流等于输出电流来分析:In=Is+If
其中Is=(Us-Un)/Rs;If=(Uo-Un)/Rf;
基于理想运放分析我们可知:Un=Up=0;In=Ip=0;
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所以Us/Rs+U0/Rf=0
所以可得输出电压与输入电压的关系:Uo= -Us*Rf/Rs
3)电流串联负反馈电路
4)电流并联负反馈电路
分析方法同上
综述:分析基于运放的应用电路,首先两个理想运放条件:Un=Up;In=Ip=0。然后可以画出反馈电路的等效电路,基于N点的电流守恒来经行计算分析,最后得出输出电压与输入电压的关系。
4. 运放的基础应用要求
1)运放分析的两个理想条件:Un=Up;In=Ip=0。
2)将理想放大器条件下的电压同相和反向放大电路画出来,写出电压传递公式
①同相放大电路:输入电压Ui作用于运放的同相输入端
输出电压与输入电压的关系:Uo=UI*(R1+R2)/R1
UI
②反向放大电路:输入电压Ui作用于运放的反相输入端
输出电压与输入电压的关系:Uo= -Us*Rf/Rs
3)实际Op中,存在单电源供电和双电源供电的产品,其使用条件有什么异同?双电源供电运放:供电电源+V和-V。
单电源供电运放:供电电源+V,地。
差异:

本文发布于:2024-09-24 16:32:27,感谢您对本站的认可!

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