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运算放大器 参数详解

IT圈 admin 30浏览 0评论

2024年4月3日发(作者:蓟成和)

运算放大器 参数详解

技术 2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号:大中小 订阅

运算放大器(常简称为“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,

通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学

运算,故得名“运算放大器”,此名称一直延续至今。运放是一个从功能的角度命名的电

路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展,

如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。现今运放的种类繁多,广泛应用于几乎所有的

行业当中。

历史

直流放大电路在工业技术领域中,特别是在一些测量仪器和自动化控制系统中应用非

常广泛。如在一些自动控制系统中,首先要把被控制的非电量(如温度、转速、压力、流

量、照度等)用传感器转换为电信号,再与给定量比较,得到一个微弱的偏差信号。因为

这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不足以推动显示或者执行机构,所以需要把这个偏差

信号放大到需要的程度,再去推动执行机构或送到仪表中去显示,从而达到自动控制和测

量的目的。因为被放大的信号多数变化比较缓慢的直流信号,分析交流信号放大的放大器

由于存在电容器这样的元件,不能有效地耦合这样的信号,所以也就不能实现对这样信号

的放大。能够有效地放大缓慢变化的直流信号的最常用的器件是运算放大器。运算放大器

最早被发明作为模拟信号的运算(实现加减乘除比例微分积分等)单元,是模拟电子计算

机的基本组成部件,由真空电子管组成。目前所用的运算放大器,是把多个晶体管组成的

直接耦合的具有高放大倍数的电路,集成在一块微小的硅片上。

第一块集成运放电路是美国仙童(fairchild)公司发明的μA741,在60年代后期广

泛流行。直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。

原理

运放如上图有两个输入端a,b和一个输出端o.也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向

输入端(同相输入端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当

于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从a 端指向公共端时,输出电压U实际方向则自

公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两

者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不

要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转

放大器和非反转放大器如下图:

一般可将运放简单地视为:具有一个信号输出端口(Out)和同相、反相两个高阻抗

输入端的高增益直接耦合电压放大单元,因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。

运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。对于双电源供电运放,其输出可在

零电压两侧变化,在差动输入电压为零时输出也可置零。采用单电源供电的运放,输出在

2024年4月3日发(作者:蓟成和)

运算放大器 参数详解

技术 2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号:大中小 订阅

运算放大器(常简称为“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,

通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学

运算,故得名“运算放大器”,此名称一直延续至今。运放是一个从功能的角度命名的电

路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展,

如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。现今运放的种类繁多,广泛应用于几乎所有的

行业当中。

历史

直流放大电路在工业技术领域中,特别是在一些测量仪器和自动化控制系统中应用非

常广泛。如在一些自动控制系统中,首先要把被控制的非电量(如温度、转速、压力、流

量、照度等)用传感器转换为电信号,再与给定量比较,得到一个微弱的偏差信号。因为

这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不足以推动显示或者执行机构,所以需要把这个偏差

信号放大到需要的程度,再去推动执行机构或送到仪表中去显示,从而达到自动控制和测

量的目的。因为被放大的信号多数变化比较缓慢的直流信号,分析交流信号放大的放大器

由于存在电容器这样的元件,不能有效地耦合这样的信号,所以也就不能实现对这样信号

的放大。能够有效地放大缓慢变化的直流信号的最常用的器件是运算放大器。运算放大器

最早被发明作为模拟信号的运算(实现加减乘除比例微分积分等)单元,是模拟电子计算

机的基本组成部件,由真空电子管组成。目前所用的运算放大器,是把多个晶体管组成的

直接耦合的具有高放大倍数的电路,集成在一块微小的硅片上。

第一块集成运放电路是美国仙童(fairchild)公司发明的μA741,在60年代后期广

泛流行。直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。

原理

运放如上图有两个输入端a,b和一个输出端o.也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向

输入端(同相输入端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当

于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从a 端指向公共端时,输出电压U实际方向则自

公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两

者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不

要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转

放大器和非反转放大器如下图:

一般可将运放简单地视为:具有一个信号输出端口(Out)和同相、反相两个高阻抗

输入端的高增益直接耦合电压放大单元,因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。

运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。对于双电源供电运放,其输出可在

零电压两侧变化,在差动输入电压为零时输出也可置零。采用单电源供电的运放,输出在

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