教育房产时事环球科技商业
投稿投诉
商业财经
热点动态
科技数码
软件应用
国际环球
晨报科学
新闻时事
信息智能
汽车房产
办公手机
教育体育
生活生物

运算放大器原理(运算放大器概述)

  运算放大器原理(运算放大器概述)
  运算放大器(operational amplifier),简称:运放(op amp),是一种集成的放大器,它的特点是电压增益非常大(通常为几万以上),同时输入阻抗高、输出阻抗低,是一种比较理想的放大器。至于为什么要在它的名称前加上"运算"两字,是因为最初这个器件是用来做计算的用的。
  现在我们一提到计算机,肯定是指数字计算机,但当年可不是这样。在上世纪40年代的时候,数字计算机的发展还刚刚起步,运算速度慢,价格昂贵,发展前景还不是很明朗。当年的很多计算工作都是靠模拟计算机来完成的,虽然模拟计算机的计算结果并不是很精确,但其结构简单,成本低廉,运算速度快,很多情况下还是可以一用的(稍后我们会介绍如何用运放来构成加减法电路、积分微分电路)。后来,人们渐渐发明了运放的很多其他用途,例如:微信号放大器、比较器、振荡器、有源滤波器等等。
  1. 理想运算放大器
  对于理想运放,我们对其做如下假设:开环电压增益为无穷大、输入阻抗为无穷大、输出阻抗为0。其模型符号如下图所示:
  图8-01.01
  对于vi1,其输入端带一个"+"号,我们称其为:同相输入端(noninverting input)。对于vi2,其输入端带一个"-"号,我们称其为:'反向输入端'(inverting input)。
  理想运放有以下两个重要特点:
  [1]输入电流为0;
  [2]两个输入端的电压差永远为0。
  第[1]点输入电流为0很好理解,因为我们将运放的输入阻抗视为无穷大了,所以近似于开路。但是第[2]点就有些魔幻了,对于一般的电路,只有在两个端子之间连一根电线让它们短路,才能保证这两个端子的电压差永远为0。但由于第[1]点的限制,理想运放的两个输入端子中没有任何电流流过,因此不是短路;但这两个端子的电压差又时刻保持为0,就好像隔空同步一样,因此有一个专门的名称描述这一现象,称为:虚短(virtual short)。虽然在实际中没有这种魔幻的器件,但由于现在我们仅仅是抽象一个理想化模型,因此我可以接受这样的假设。后面的各种理想运放电路的分析,都是基于理想运放这两个特点展开的。(说句题外话,如果你再往后学习了信号处理与分析的相关知识,你就会理解,虚短是由于运放内部深度负反馈的设计造成的必然结果。)
  我们再来看输出,既然两个输入端的电压差为0,电压放大倍数又为无穷大,那输出电压到底是多少,0乘以无穷大是多少?这个就是理想运放的又一个魔幻点,由于0乘以无穷大可以为任意值,因此理想运放的输出也可以为任意值,具体会输出多少伏电压,完全由外电路的配置决定。
  (顺便先提一下,在实际的运放器件中,输入电流不完全为0,而是有及其微小的电流流入运放;且两个输入端子之间的电压差也不完全为0,而是有很小的几个微伏的电压。正是这个几微伏的电压,乘以几万量级的电压增益后,才能得到一个几伏~十几伏的输出电压,并且,能够输出的最大电压受到运放器件供电电压VCC的限制。)
  2. 反相放大器
  运放一个最基本的运用就是用来放大电压信号,虽说其开环电压增益为无穷大,但我们并不是要使输入信号放大无穷大倍。就像我们在前面介绍过的各种BJT与FET放大电路那样,我们要的是通过配置外围电路的电阻值,来得到我们想要的电压放大倍数。
  一个最简单的的使用运放的放大电路如下图所示(这里输入输出电压都用交流相量符号表示):
  图8-01.02
  电路工作情况分析如下:
  电路的同相工作端接地,电压值为0V,根据理想运放的虚短特点,V1点的电压也必须为0V,然后根据欧姆定律,流过电阻R1的电流为:
  由于理想运放的输入端不能有任何电流流入,因此电流I1不会被分流,而全部流向Rf,根据欧姆定律,输出端的电压Vo为:
  电路的实际电压增益为:
  其中的负号表明,输出电压与输入电压极性相反,因此这个结构的放大电路称为:反相放大器(inverting amplifier),有时也称为:反相比例放大器。
  由于输出到输入之间有一个电阻Rf的存在,其作用是建立了输出到输入之间的一个反馈通道,不像开环增益那样是纯单向的增益,因此这个电路的实际电压增益也称为:闭环增益。闭环增益一般会比开环增益小得多,且其值不是取决于器件的原始性能,而是取决于电路的结构和配置。
  3. 同相放大器
  同相放大器的电路结构如下图所示:
  图8-01.03
  电路工作情况分析如下:
  运放的反相输入端电压V1根据欧姆定律,计算式为:
  根据理想运放的虚短特点,V1点的电压与输入电压Vi相等,故上式可写为:
  因此电路的的实际电压增益为:
  电压增益的表达式中没有负号,输出电压与输入电压极性相同,因此这个结构的放大电路称为:同相放大器(noninvertingamplifier)。

今日广西马蹄批发价格,马蹄糕的做法咨询报道多留言。其色茶黄,膜质,一派繁忙的丰收景象。选料讲究,长715,市辖区。洲星红豆马蹄糕现面向全国招商。味极香甜。在融安县大良镇永安村,撬出马蹄,其口味独特营养丰富口感,在广斗鱼怎么改名字(斗鱼改ID)国庆的第一天,斗鱼DOTA区就入驻了一位神级主播,网友口中的创世神2009伍声,大家都称他酒神。他在直播行业和电竞行业都是算资深玩家了,所以他首播当日,斗鱼的各位大主播也是纷纷都前名字如何改(现在怎么改名字)导读名字都是出生后父母给起的。这名字一旦用了基本是不会去改。那这名字是不能改了吗?不是的。改名字要去哪里改?改名字需哪些手续?下面由小编为您介绍。2021改名字要去哪里改?需要到到黑蚂蚁搬家(蚂蚁搬家!司机勾结装卸工)黑蚂蚁搬家(蚂蚁搬家!司机勾结装卸工)蚂蚁搬家!司机勾结装卸工一年盗窃200多万货物看看新闻Knews综合202107300916广州黄埔警方侦破一宗盗窃企业塑料垫板案件,嫌疑人以哪里招文员(招文员一名)品溯商城是一家基于国家物联网标识溯源技术,移动互联网技术,社会化自媒体营销技术,致力于农产品电子商务销售的互联网公司。公司需行政文员一名,薪资30004000,男女不限,学历不限,微信提示音怎么设置(一秒短信铃声阿斗下载)你是否厌倦了每当和好友语音或视频通话的当啷当当啷当当啷当当啷当的系统铃声而且很多时候别人的铃声响起,老有一种以为是自己的,把手机掏出来才发现不是的略显尴尬。应该有很多人不知道,其实HondaASIMO10岁人型梦想大跃进自从Honda研究所于2000年正式推出类人型机器人ASIMO(AdvancedStepinInnovativeMobility,创新移动工具的新纪元)以来,至今届满10周年。这段12C敞篷大跃进Gemballa12CGTSpider向来专司Porsche各车系改装的德国改装极品Gemballa近年则是将脑筋动到McLaren12C身上,此次日内瓦车展,Gemballa推出了最新力作Gemballa12CGTS大跃进时期(大跃进是谁领导的)大跃进时期(大跃进是谁领导的)法国摄影大师布列松(HenriCartierBresson)(19082004),于1958年应邀来到中国,用镜头记录下了大跃进时代中国社会的方方面面千里跃进大别山(挺进大别山是个错误决策吗)千里跃进大别山(挺进大别山是个错误决策吗)这是一份1948年2月25日出版的人民画报。人民画报是晋冀鲁豫军区政治部出版的以摄影图片的方式报道国内外重要新闻事件的刊物,新中国成立后成广汽传祺2021款广汽传祺2021款m6首先这款MPV的外观风格比较耐看,传祺M62021款是MPV的。其实车子油耗这个东西跟路况。这块可以说是M6这款车2021的大卖点之第二排就像贵宾座,我对自己的爱车还是很有信心的。
新闻十月结束语迎接十一月说说近日十月结束语迎接十一月说说登录上了百度热搜,受到广大网友们的关注,那么关于目前的十月结束语迎接十一月说说相信小伙伴们都是想要了解到最新的信息吧,小编也是在网上进行了一些整理,收集五月你好的唯美句子(4月再见5月你好优美句子图片说说大全)五月你好的唯美句子(4月再见5月你好优美句子图片说说大全)月再见5月你好的句子,生活的馈赠是慢慢变好的自己,五月要保持快乐和更加优秀。下面就来看看告别四月迎接五月的优美句子!4月的二月再见三月你好说说(2021再见二月你好三月说说)二月再见三月你好说说(2021再见二月你好三月说说)1。阳春三月,万物复苏,柳绿花红,莺歌燕舞,大地一片生机勃勃的景象。2。阳光正好,微风不燥,你也在笑,真想就这样伴你到老。三月你新闻2020年农历11月黄道吉日一览表近日2020年农历11月黄道吉日一览表登录上了百度热搜,受到广大网友们的关注,那么关于目前的2020年农历11月黄道吉日一览表相信小伙伴们都是想要了解到最新的信息吧,小编也是在网上新闻2020年阴历9月结婚吉日一览表近日2020年阴历9月结婚吉日一览表登录上了百度热搜,受到广大网友们的关注,那么关于目前的2020年阴历9月结婚吉日一览表相信小伙伴们都是想要了解到最新的信息吧,小编也是在网上进行新闻2020年十二月结婚吉日一览表近日2020年十二月结婚吉日一览表登录上了百度热搜,受到广大网友们的关注,那么关于目前的2020年十二月结婚吉日一览表相信小伙伴们都是想要了解到最新的信息吧,小编也是在网上进行了一新闻2020年11月结婚吉日近日2020年11月结婚吉日登录上了百度热搜,受到广大网友们的关注,那么关于目前的2020年11月结婚吉日相信小伙伴们都是想要了解到最新的信息吧,小编也是在网上进行了一些整理,收集今年冬天会冷吗2020到2021近日今年冬天会冷吗2020到2021登录了热搜,也是在网上引起了网友们的关注,那么很多小伙伴可能还不清楚具体的情况如何,小编也是在网上查阅了一些信息,那么接下来就分享给大家来了解下今年冬天冷吗2020年近日今年冬天冷吗2020年登录了热搜,也是在网上引起了网友们的关注,那么很多小伙伴可能还不清楚具体的情况如何,小编也是在网上查阅了一些信息,那么接下来就分享给大家来了解下今年冬天冷今年冬天会冷吗2020近日今年冬天会冷吗2020登录了热搜,也是在网上引起了网友们的关注,那么很多小伙伴可能还不清楚具体的情况如何,小编也是在网上查阅了一些信息,那么接下来就分享给大家来了解下今年冬天会今日热点新闻2020年至2021年冬天会冷吗近日有关于2020年至2021年冬天会冷吗的问题受到了很多网友们的关注,大多数网友都想要知道2020年至2021年冬天会冷吗的具体情况,那么关于到X的相关信息,小编也是在网上进行了