㈠ 運放電路的原理
【運放電路的原理】運放如圖有兩個輸入端a(反相輸入端),b(同相輸入端)和一個輸出端o。也分別被稱為倒向輸入端非倒向輸入端和輸出端。當電壓U-加在a端和公共端(公共端是電壓為零的點,它相當於電路中的參考結點。)之間,且其實際方向從a 端高於公共端時,輸出電壓U實際方向則自公共端指向o端,即兩者的方向正好相反。當輸入電壓U+加在b端和公共端之間,U與U+兩者的實際方向相對公共端恰好相同。為了區別起見,a端和b 端分別用"-"和"+"號標出,但不要將它們誤認為電壓參考方向的正負極性。電壓的正負極性應另外標出或用箭頭表示。反轉放大器和非反轉放大器如下圖:
一般可將運放簡單地視為:具有一個信號輸出埠(Out)和同相、反相兩個高阻抗輸入端的高增益直接耦合電壓放大單元,因此可採用運放製作同相、反相及差分放大器。
運放的供電方式分雙電源供電與單電源供電兩種。對於雙電源供電運放,其輸出可在零電壓兩側變化,在差動輸入電壓為零時輸出也可置零。採用單電源供電的運放,輸出在電源與地之間的某一范圍變化。
運放的輸入電位通常要求高於負電源某一數值,而低於正電源某一數值。經過特殊設計的運放可以允許輸入電位在從負電源到正電源的整個區間變化,甚至稍微高於正電源或稍微低於負電源也被允許。這種運放稱為軌到軌(rail-to-rail)輸入運算放大器。
運算放大器的輸出信號與兩個輸入端的信號電壓差成正比,在音頻段有:輸出電壓=A0(E1-E2),其中,A0 是運放的低頻開環增益(如 100dB,即 100000 倍),E1 是同相端的輸入信號電壓,E2 是反相端的輸入信號電壓。
【運放】是運算放大器的簡稱。在實際電路中,通常結合反饋網路共同組成某種功能模塊。由於早期應用於模擬計算機中,用以實現數學運算,故得名「運算放大器」,此名稱一直延續至今。運放是一個從功能的角度命名的電路單元,可以由分立的器件實現,也可以實現在半導體晶元當中。
㈡ 集成運放構成的基本運算電路主要有哪些
集成運放構成的基本運算電路主要有:
1、比例運算電路:包含同相比例放大、反相比例放大,差動比例放大。
2、微積分運算:微分電路、積分電路。
3、濾波電路:低通濾波電路,高通電路濾波,帶通濾波電路。
㈢ 集成運算放大器的典型電路有哪些
集成運算放大器的典型電路有:
1、反相比例運算電路
反向比例運算電路如圖2所示。根據電路分析,這種電路的輸出電壓為
向左轉|向右轉
圖5 微分器
㈣ 運放電路的工作原理
運放電路的工作原理是把被控制的非電量(如溫度、轉速、壓力、流量、照度等)用感測器轉換為電信號,再與給定量比較,得到一個微弱的偏差信號。因為這個微弱的偏差信號的幅度和功率均不足以推動顯示或者執行機構,所以需要把這個偏差信號放大到需要的程度,再去推動執行機構或送到儀表中去顯示。
在感測器類型和(或)其使用環境帶來許多特別要求時,例如超低功耗、低雜訊、零漂移、軌到軌輸入及輸出、可靠的熱穩定性和對數以千計讀數和(或)在惡劣工作條件下提供一致性能的可再現性,運算放大器的選擇就會變得特別困難。
在基於感測器的復雜應用中,設計者需要進行多方面考慮,以便獲得規格與性能最佳組合的精密運算放大器,同時還需要考慮成本。具體而言,斬波穩定型運算放大器(零漂移放大器)非常適用於要求超低失調電壓以及零漂移的應用。斬波運算放大器通過持續運行在晶元上實現的校準機制來達到高DC精度。
(4)運放經典電路擴展閱讀
在沒有特殊要求的場合,盡量選用通用型集成運放,這樣既可降低成本,又容易保證貨源。當一個系統中使用多個運放時,盡可能選用多運放集成電路,例如LM324、LF347等都是將四個運放封裝在一起的集成電路。
評價集成運放性能的優劣,應看其綜合性能。一般用優值系數K來衡量集成運放的優良程度,其定義為:式中,SR為轉換率,單位為V/ms,其值越大,表明運放的交流特性越好;Iib為運放的輸入偏置電流,單位是nA;VOS為輸入失調電壓,單位是mV。Iib和VOS值越小,表明運放的直流特性越好。
所以,對於放大音頻、視頻等交流信號的電路,選SR(轉換速率)大的運放比較合適;對於處理微弱的直流信號的電路,選用精度比較的高的運放比較合適(既失調電流、失調電壓及溫飄均比較小)。
實際選擇集成運放時,除優值系數要考慮之外,還應考慮其他因素。例如信號源的性質,是電壓源還是電流源;負載的性質,集成運放輸出電壓和電流的是否滿足要求;環境條件,集成運放允許工作范圍、工作電壓范圍、功耗與體積等因素是否滿足要求。
㈤ 經典運放電路的主要元件功能說明
這里介紹一個最簡單的MOS兩級運放。
如圖所示
M11-M15構成第一級差分放大器,M12、M13是差分放大管,M14、M15組成電流鏡作為差分管的負載。
M10和M11組成電流鏡為差分放大器提供電流源(偏置電流)。
第二級是電流源負載CMOS共源放大器,M16是負載管(M10和M16組成電流鏡,給M17提供偏置電流),M17是放大管。
另外,一般運放還會加個緩沖級,形成三級結構。最簡單的來說,一個差分放大器就可以看成是一個運放了。第二級放大級,主要是↑放大倍數。第三級緩沖級,主要是↓輸出阻抗。
㈥ 集成運算放大器由哪些基本電路構成
不同的運放他的原理是不同的但基本的方框圖是差不多的
集成運算放大器(integrated
operational
amplifier)簡稱集成運放,是由多級直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。它的增益高(可達60~180db),輸入電阻大(幾十千歐至百萬兆歐),輸出電阻低(幾十歐),共模抑制比高(60~170db),失調與飄移小,而且還具有輸入電壓為零時輸出電壓亦為零的特點,適用於正,負兩種極性信號的輸入和輸出。
模擬集成電路一般是由一塊厚約0.2~0.25mm的p型矽片製成,這種矽片是集成電路的基片。基片上可以做出包含有數十個或更多的bjt或fet、電阻和連接導線的電路。
運算放大器除具有+、-輸入端和輸出端外,還有+、-電源供電端、外接補償電路端、調零端、相位補償端、公共接地端及其他附加端等。它的閉環放大倍數取決於外接反饋電阻,這給使用帶來很大方便。
按照集成運算放大器的參數分類折疊
1)、通用型運算放大器
通用型運算放大器就是以通用為目的而設計的。這類器件的主要特點是價格低廉、產品量大面廣,其性能指
標能適合於一般性使用。例ma741(單運放)、lm358(雙運放)、lm324(四運放)及以場效應管為輸入
級的lf356
都屬於此種。它們是目前應用最為廣泛的集成運算放大器。
2)、高阻型運算放大器
這類集成運算放大器的特點是差模輸入阻抗非常高,輸入偏置電流非常小,一般rid>(109~1012)w,iib
為
幾皮安到幾十皮安。實現這些指標的主要措施是利用場效應管高輸入阻抗的特點,用場效應管組成運算放大
器的差分輸入級。用fet
作輸入級,不僅輸入阻抗高,輸入偏置電流低,而且具有高速、寬頻和低雜訊等優點,
但輸入失調電壓較大。常見的集成器件有lf356、lf355、lf347(四運放)及更高輸入阻抗的ca3130、ca3140
等。
3)、低溫漂型運算放大器
在精密儀器、弱信號檢測等自動控制儀表中,總是希望運算放大器的失調電壓要小且不隨溫度的變化而變
化。低溫漂型運算放大器就是為此而設計的。目前常用的高精度、低溫漂運算放大器有op-07、op-27、ad508
及由mosfet
組成的斬波穩零型低漂移器件icl7650
等。
4)、高速型運算放大器
在快速a/d
和d/a
轉換器、視頻放大器中,要求集成運算放大器的轉換速率sr
一定要高,單位增益帶寬bwg
一定要足夠大,像通用型集成運放是不能適合於高速應用的場合的。高速型運算放大器主要特點是具有高的
轉換速率和寬的頻率響應。常見的運放有lm318、ma715
等,其sr=50~70v/ms,bwg>20mhz。
5)、低功耗型運算放大器
由於電子電路集成化的最大優點是能使復雜電路小型輕便,所以隨著攜帶型儀器應用范圍的擴大,必須使用
低電源電壓供電、低功率消耗的運算放大器相適用。常用的運算放大器有tl-022c、tl-060c
等,其工作電
壓為±2v~±18v,消耗電流為50~250ma。目前有的產品功耗已達微瓦級,例如icl7600
的供電電源為1.5v,
功耗為10mw,可採用單節電池供電。
6)、高壓大功率型運算放大器
運算放大器的輸出電壓主要受供電電源的限制。在普通的運算放大器中,輸出電壓的最大值一般僅幾十伏,
輸出電流僅幾十毫安。若要提高輸出電壓或增大輸出電流,集成運放外部必須要加輔助電路。高壓大電流集成運算放大器外部不需附加任何電路,即可輸出高電壓和大電流。例如d41集成運放的電源電壓可達±150v,ua791集成運放的輸出電流可達1a。
㈦ 由集成運放構成的基本電路有哪些
比例運算放大器(分同向比例運算放大器和反向比例運算放大器)、相加器、相減器、積分器、微分器,還可以進行電壓—電流轉換和電流—電壓轉換。
㈧ 運算放大器內部電路分析
你的圖紙 Q7 有錯,看我貼的圖,T7、T5、T6,T10、T11 是鏡像電流源電路。
http://ke..com/view/4780270.htm?fr=aladdin
741 是經典的運放,電路分回析的文章很多,你百答度搜索:「運放741內部電路分析」,有不少優秀的技術資料網頁會被網路判定有廣告性質(多數確實有廣告),我貼出鏈接帖子就會被斃了。
㈨ 運放電路分析
我將會用大約十篇文章把運放的最基本的知識介紹清楚,這是第一篇。
運放這個詞既熟悉又陌生,既簡單有不簡單,說它熟悉,是因為它的應用非常廣泛,經常聽說它,說它陌生,是因為運放內部的電路結構非常復雜,很難搞清楚。說它簡單,因為在設計運放電路時,可以避免晶體管電路的復雜參數計算,說它不簡單,因為很多時候運放並不理想,若按理想運放來設計電路,會導致結果錯誤。
1、什麼是運放
運放是運算放大器的簡稱。可以實現各種模擬電量的數學運算。但它不是用來做計算器上的加減乘除運算,而是在模擬信號處理過程中,可能需要將信號進行放大、加減乘除、積分、微分等操作。
①、運放的電路符號是:
pin 2、3為信號輸入、pin 4、7為電源輸入、pin 6為信號輸出。
②、輸入輸出關系:Uo = A * (Up-Un)
A為運放的放大倍數,這個數值非常非常大,近似為無窮大,Up與Un幾乎相等。Uo,Up,Un為正常的數值。這個表達式初看太奇怪了,但是它確實那麼的有用,大大簡化了電路的設計,後面會慢慢解釋。
③、最重要的性質:「虛短」和「虛斷」
虛短:因為上面表達式中Up與Un幾乎相等,所以pin 2、3近似短路,但不是真的短路,所以叫虛短。
虛斷:pin 2、3的輸入阻抗非常大,至少在1Mohm。所以可以認為Pin2、3上的輸入電流為零,所以叫虛斷。
2、反相比例運放電路
只要記住Uo = A * (Up-Un)和「虛短」、「虛斷」,理想運放的電路都能看懂。這里先不要糾結為什麼會是這樣,有機會後面會介紹。這里先介紹一個最簡單的運放電路:反相比例放大電路。
①、根據虛斷原理,運放輸入端的兩個管腳輸入電流為零,所以不管R4阻值是多少,都有Up=0;
②、根據虛短原理,Un=Up,所以Un也等於零。
③、根據基爾霍夫定理就可以求出:Uo=-Rf/R1 * Ui
④、理論上,R2和RL的阻值不會影響放大倍數,但是實際的運放需要設計R2=R1 || Rf,因為這樣一來,運放的同相端和反相端往外看的阻抗才一樣大。
⑤、從模擬結果可以看出反向比例放大器的輸出與輸入波形ui是精確的5倍的關系。
3、總結
理想運放如此簡單,我們根本不需要了解運放裡面的東西,不需要像三極體那樣考慮它到底工作在哪個區,不需要考慮密勒效應,輸入輸出阻抗等等,只需要用電阻分壓的方法就能得到想要的精確的放大倍數。用起來簡單,性能又好,這是運放廣泛應用的重要原因。
反相比例運放是我們認識運放的第一個例子。也是最簡單,最基礎的應用,後面會慢慢介紹其他的電路,以及實際運放的應用。