完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識(shí)你，還能領(lǐng)取20積分哦，立即完善>
標(biāo)簽 > 運(yùn)放電路
運(yùn)放電路能對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的放大電路。它曾是模擬計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)部件，因而得名。采用集成電路工藝制做的運(yùn)算放大器，除保持了原有的很高的增益和輸入阻抗的特點(diǎn)之外，還具有精巧、廉價(jià)和可靈活使用等優(yōu)點(diǎn)，因而在有源濾波器、開(kāi)關(guān)電容電路、數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器、直流信號(hào)放大、波形的產(chǎn)生和變換，以及信號(hào)處理等方面得到十分廣泛的應(yīng)用。
運(yùn)放電路能對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的放大電路。它曾是模擬計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)部件，因而得名。采用集成電路工藝制做的運(yùn)算放大器，除保持了原有的很高的增益和輸入阻抗的特點(diǎn)之外，還具有精巧、廉價(jià)和可靈活使用等優(yōu)點(diǎn)，因而在有源濾波器、開(kāi)關(guān)電容電路、數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器、直流信號(hào)放大、波形的產(chǎn)生和變換，以及信號(hào)處理等方面得到十分廣泛的應(yīng)用。
直流放大電路在工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中，特別是在一些測(cè)量?jī)x器和自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。如在一些自動(dòng)控制系統(tǒng)中，首先要把被控制的非電量（如溫度、轉(zhuǎn)速、壓力、流量、照度等）用傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再與給定量比較，得到一個(gè)微弱的偏差信號(hào)。因?yàn)檫@個(gè)微弱的偏差信號(hào)的幅度和功率均不足以推動(dòng)顯示或者執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所以需要把這個(gè)偏差信號(hào)放大到需要的程度，再去推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或送到儀表中去顯示，從而達(dá)到自動(dòng)控制和測(cè)量的目的。因?yàn)楸环糯蟮男盘?hào)多數(shù)是變化比較緩慢的直流信號(hào)，分析交流信號(hào)放大的放大器由于存在電容器這樣的元件，不能有效地耦合這樣的信號(hào)，所以也就不能實(shí)現(xiàn)對(duì)這樣信號(hào)的放大。能夠有效地放大緩慢變化的直流信號(hào)的最常用的器件是運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器最早被發(fā)明作為模擬信號(hào)的運(yùn)算（實(shí)現(xiàn)加減乘除比例微分積分等）單元，是模擬電子計(jì)算機(jī)的基本組成部件，由真空電子管組成。所用的運(yùn)算放大器，是把多個(gè)晶體管組成的直接耦合的具有高放大倍數(shù)的電路，集成在一塊微小的硅片上。
運(yùn)放電路能對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的放大電路。它曾是模擬計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)部件，因而得名。采用集成電路工藝制做的運(yùn)算放大器，除保持了原有的很高的增益和輸入阻抗的特點(diǎn)之外，還具有精巧、廉價(jià)和可靈活使用等優(yōu)點(diǎn)，因而在有源濾波器、開(kāi)關(guān)電容電路、數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器、直流信號(hào)放大、波形的產(chǎn)生和變換，以及信號(hào)處理等方面得到十分廣泛的應(yīng)用。
直流放大電路在工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中，特別是在一些測(cè)量?jī)x器和自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。如在一些自動(dòng)控制系統(tǒng)中，首先要把被控制的非電量（如溫度、轉(zhuǎn)速、壓力、流量、照度等）用傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再與給定量比較，得到一個(gè)微弱的偏差信號(hào)。因?yàn)檫@個(gè)微弱的偏差信號(hào)的幅度和功率均不足以推動(dòng)顯示或者執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所以需要把這個(gè)偏差信號(hào)放大到需要的程度，再去推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或送到儀表中去顯示，從而達(dá)到自動(dòng)控制和測(cè)量的目的。因?yàn)楸环糯蟮男盘?hào)多數(shù)是變化比較緩慢的直流信號(hào)，分析交流信號(hào)放大的放大器由于存在電容器這樣的元件，不能有效地耦合這樣的信號(hào)，所以也就不能實(shí)現(xiàn)對(duì)這樣信號(hào)的放大。能夠有效地放大緩慢變化的直流信號(hào)的最常用的器件是運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器最早被發(fā)明作為模擬信號(hào)的運(yùn)算（實(shí)現(xiàn)加減乘除比例微分積分等）單元，是模擬電子計(jì)算機(jī)的基本組成部件，由真空電子管組成。所用的運(yùn)算放大器，是把多個(gè)晶體管組成的直接耦合的具有高放大倍數(shù)的電路，集成在一塊微小的硅片上。
運(yùn)算放大器基本電路及原理
圖六電路中，由虛短知，反向輸入端的電壓與同向端相等，由虛斷知，通過(guò)R1的電流與通過(guò)C1的電流相等。通過(guò)R1的電流i=V1/R1 通過(guò)C1的電流i=C*dUc/dt=-C*dVout/dt 所以Vout=（（-1/（R1*C1））∫V1dt 輸出電壓與輸入電壓對(duì)時(shí)間的積分成正比，這就是傳說(shuō)中的積分電路了。若V1為恒定電壓U，則上式變換為Vout = -U*t/（R1*C1） t 是時(shí)間，則Vout 輸出電壓是一條從0至負(fù)電源電壓按時(shí)間變化的直線。
圖七中由虛斷知，通過(guò)電容C1和電阻R2的電流是相等的，由虛短知，運(yùn)放同向端與反向端電壓是相等的。則： Vout = -i * R2 = -（R2*C1）dV1/dt 這是一個(gè)微分電路。如果V1是一個(gè)突然加入的直流電壓，則輸出Vout 對(duì)應(yīng)一個(gè)方向與V1相反的脈沖。
圖八。由虛短知Vx = V1 ……a Vy = V2 ……b 由虛斷知，運(yùn)放輸入端沒(méi)有電流流過(guò)，則R1、R2、R3可視為串聯(lián)，通過(guò)每一個(gè)電阻的電流是相同的， 電流I=（Vx-Vy）/R2 ……c 則：
Vo1-Vo2=I*（R1+R2+R3） = （Vx-Vy）（R1+R2+R3）/R2 ……d 由虛斷知，流過(guò)R6與流過(guò)R7的電流相等，若R6=R7， 則Vw = Vo2/2 ……e 同理若R4=R5，則Vout – Vu = Vu – Vo1，故
Vu = （Vout+Vo1）/2 ……f 由虛短知，Vu = Vw ……g 由efg 得Vout = Vo2 – Vo1 ……h
由dh 得Vout = （Vy –Vx）（R1+R2+R3）/R2 上式中（R1+R2+R3）/R2是定值，此值確定了差值（Vy–Vx）的放大倍數(shù)。這個(gè)電路就是傳說(shuō)中的差分放大電路了。
分析一個(gè)大家接觸得較多的電路。很多控制器接受來(lái)自各種檢測(cè)儀表的0~20mA 或4~20mA 電流，電路將此電流轉(zhuǎn)換成電壓后再送ADC 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，圖九就是這樣一個(gè)典型電路。如圖4~20mA 電流流過(guò)采樣100Ω電阻R1，在R1上會(huì)產(chǎn)生0.4~2V 的電壓差。由虛斷知，運(yùn)放輸入端沒(méi)有電流流過(guò)，則流過(guò)R3和R5的電流相等，流過(guò)R2和R4的電流相等。
故： （V2-Vy）/R3= Vy/R5 ……a （V1-Vx）/R2 = （Vx-Vout）/R4 ……b 由虛短知： Vx = Vy ……c 電流從0~20mA變化， 則V1 = V2 + （0.4~2） ……d 由cd 式代入b 式得（V2 + （0.4~2）-Vy）/R2 =（Vy-Vout）/R4 ……e 如果R3=R2，R4=R5，則由e-a 得Vout = -（0.4~2）R4/R2 ……f 圖九中R4/R2=22k/10k=2.2，則f 式Vout = -（0.88~4.4）V，即是說(shuō)，將4~20mA 電流轉(zhuǎn)換成了-0.88~ -4.4V 電壓，此電壓可以送ADC 去處理。
電流可以轉(zhuǎn)換成電壓，電壓也可以轉(zhuǎn)換成電流。圖十就是這樣一個(gè)電路。上圖的負(fù)反饋沒(méi)有通過(guò)電阻直接反饋，而是串聯(lián)了三極管Q1的發(fā)射結(jié)，大家可不要以為是一個(gè)比較器就是了。只要是放大電路，虛短虛斷的規(guī)律仍然是符合的！由虛斷知，運(yùn)放輸入端沒(méi)有電流流過(guò)，
則（Vi – V1）/R2 = （V1 – V4）/R6 ……a
同理（V3 – V2）/R5 = V2/R4……b
由虛短知V1 = V2……c
如果R2=R6，R4=R5，則由abc 式得V3-V4=Vi
上式說(shuō)明R7兩端的電壓和輸入電壓Vi 相等，則通過(guò)R7的電流I=Vi/R7，如果負(fù)載
RL《《100KΩ，則通過(guò)Rl 和通過(guò)R7的電流基本相同。
來(lái)一個(gè)復(fù)雜的，呵呵！圖十一是一個(gè)三線制PT100前置放大電路。PT100傳感器引出三根材質(zhì)、線徑、長(zhǎng)度完全相同的線，接法如圖所示。有2V 的電壓加在由R14、R20、R15、Z1、PT100及其線電阻組成的橋電路上。Z1、Z2、Z3、D11、D12、D83及各電容在電路中起濾波和保護(hù)作用，靜態(tài)分析時(shí)可不予理會(huì)，Z1、Z2、Z3可視為短路，D11、D12、D83及各電容可視為開(kāi)路。
由電阻分壓知， V3=2*R20/（R14+20）=200/1100=2/11 ……a 由虛短知，U8B 第6、7腳電壓和第5腳電壓相等V4=V3 ……b 由虛斷知，U8A 第2腳沒(méi)有電流流過(guò)，則流過(guò)R18和R19上的電流相等。
?。╒2-V4）/R19=（V5-V2）/R18 ……c 由虛斷知，U8A 第3腳沒(méi)有電流流過(guò)，V1=V7 ……d 在橋電路中R15和Z1、PT100及線電阻串聯(lián)，PT100與線電阻串聯(lián)分得的電壓通過(guò)電阻R17加至U8A 的第3腳，
V7=2*（Rx+2R0）/（R15+Rx+2R0） …。.e 由虛短知，U8A 第3腳和第2腳電壓相等，
V1=V2 ……f 由abcdef 得， （V5-V7）/100=（V7-V3）/2.2 化簡(jiǎn)得
V5=（102.2*V7-100V3）/2.2 即V5=204.4（Rx+2R0）/（1000+Rx+2R0） – 200/11 ……g 上式輸出電壓V5是Rx 的函數(shù)
我們?cè)倏淳€電阻的影響。Pt100最下端線電阻上產(chǎn)生的電壓降經(jīng)過(guò)中
間的線電阻、Z2、R22，加至U8C 的第10腳，由虛斷知， V5=V8=V9=2*R0/（R15+Rx+2R0） ……a
?。╒6-V10）/R25=V10/R26 ……b 由虛短知， V10=V5 ……c 由式abc 得V6=（102.2/2.2）V5=204.4R0/［2.2（1000+Rx+2R0）］ ……h 由式gh 組成的方程組知，如果測(cè)
出V5、V6的值，就可算出Rx 及R0，知道Rx，查pt100分度表就知道溫度的大小了。
既然增益帶寬積中的增益是開(kāi)環(huán)增益及其帶寬，那如何用增益帶寬積計(jì)算電路閉環(huán)帶寬呢？
Part 01 前言 之前的文章中（硬件工程師面試常考的一道題，講講運(yùn)算放大器的增益帶寬積），我們講解了增益帶寬積中的增益表示的是運(yùn)放的開(kāi)環(huán)增益，并且增...
運(yùn)放電路輸出波形發(fā)生振蕩怎么辦？不要慌，教你一步步分析問(wèn)題所在
Part 01 前言 關(guān)于運(yùn)放電路的設(shè)計(jì)，其中很重要也很容易被忽略的一個(gè)設(shè)計(jì)要考慮的重點(diǎn)就是運(yùn)放電路的穩(wěn)定性分析，運(yùn)算放大器的穩(wěn)定性是電路設(shè)計(jì)中的一個(gè)重...
一、引言 運(yùn)放電路中電容的常見(jiàn)身影 在運(yùn)放電路里，我們常常能看到電容出現(xiàn)在一些特定的位置，比如電源 VCC 到地之間，反饋輸入輸出引腳之間，以及正負(fù)兩輸...
運(yùn)放規(guī)格書(shū)中的“輸入電壓噪聲”有什么用？如何用它計(jì)算運(yùn)放電路輸出端產(chǎn)生的失調(diào)電壓？
輸入電壓噪聲密度，英文名稱是Input Voltage NoiseDensity，這個(gè)參數(shù)有什么用呢？我們一般會(huì)考慮輸入失調(diào)電流，電源電壓，共模電壓會(huì)在...
2024-11-27 標(biāo)簽：運(yùn)放電路運(yùn)放失調(diào)電壓 1799 0
如何準(zhǔn)確計(jì)算電源引起的運(yùn)放輸出失調(diào)電壓？1200字搞定運(yùn)放電路選型之電源抑制比PSRR
電源抑制比的代號(hào)是PSRR，這個(gè)詞不是運(yùn)算放大器的專(zhuān)屬，如果你研究過(guò)LDO，或DCDC芯片，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，PSRR也是LDO以及DCDC的關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)。通俗...
運(yùn)放電路的閉環(huán)增益能大于開(kāi)環(huán)增益嗎？1200字搞定運(yùn)放選型的關(guān)鍵參數(shù)開(kāi)環(huán)增益
Part 01 前言 運(yùn)算放大器的主要功能是放大輸入信號(hào)，所謂增益指的就是運(yùn)算放大器放大輸入信號(hào)的能力，和運(yùn)放相關(guān)有兩個(gè)增益參數(shù)，一個(gè)是開(kāi)環(huán)增益，一個(gè)是...
我們?cè)谄饺绽锏挠布_(kāi)發(fā)過(guò)程中幾乎每天都在設(shè)計(jì)電源相關(guān)的電路，終日跟12V，5V，3.3V這些電源電壓打交道，然而應(yīng)用到負(fù)電源電壓的情況卻不多，而這種負(fù)電...
運(yùn)放電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)有哪些
運(yùn)放電路設(shè)計(jì)需要注意多個(gè)方面，以確保電路的性能、穩(wěn)定性和可靠性。以下是一些關(guān)鍵的注意事項(xiàng)： 一、電源設(shè)計(jì) 供電方式選擇 ：運(yùn)放可以使用單電源供電或雙電源...
1200字掌握運(yùn)放電路的“時(shí)髦”參數(shù)：“軌至軌”---硬件面試必考題
“軌至軌”（Rail-to-Rail）在運(yùn)算放大器中指的是運(yùn)放的輸入和輸出信號(hào)電壓能夠達(dá)到電源電壓的兩個(gè)極限值（電源軌）。雙電源供電的運(yùn)放的電源軌指的是...
2024-10-15 標(biāo)簽：運(yùn)放電路運(yùn)算放大器硬件 2594 0
1200字搞懂運(yùn)放電路中輸入失調(diào)電壓的分析，計(jì)算，以及選型對(duì)策
我們今天會(huì)講一下運(yùn)放失調(diào)電壓。在理想運(yùn)算放大器的情況下，當(dāng)輸入電壓 (V i ) 為 0 V時(shí)，V IN(+)和 V IN(-)端子的直流電壓完全匹配。...
類(lèi)別：模擬數(shù)字 2021-04-07 標(biāo)簽：運(yùn)放電路電路設(shè)計(jì)
類(lèi)別：模擬數(shù)字 2021-04-07 標(biāo)簽：運(yùn)放電路電路設(shè)計(jì)
運(yùn)放電路閉環(huán)穩(wěn)定性的判斷方法
運(yùn)放電路閉環(huán)穩(wěn)定性的判斷方法 運(yùn)放電路的閉環(huán)穩(wěn)定性判斷是保證電路正常工作的重要環(huán)節(jié)。以下為你詳盡、詳實(shí)、細(xì)致的關(guān)于運(yùn)放電路閉環(huán)穩(wěn)定性判斷方法的文章： 在...
2023-11-06 標(biāo)簽：運(yùn)放電路 1962 0
電壓反饋型運(yùn)放電路的五個(gè)增益? 電壓反饋型運(yùn)放電路是一種廣泛應(yīng)用于電子電路設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)電路之一。它具有增益高、穩(wěn)定性好、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，常被用于信號(hào)...
2023-11-06 標(biāo)簽：運(yùn)放電路信號(hào)放大器電壓反饋電路 2197 0
偏置電流是怎樣影響運(yùn)放電路的？ 偏置電流是指在運(yùn)放電路中經(jīng)過(guò)二極管等元件的電流。在運(yùn)放電路中，偏置電流能夠?qū)﹄娐返男阅茉斐梢欢ǖ挠绊?，因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)需...
你是否考慮過(guò)運(yùn)放的輸入偏置電流對(duì)電路的影響呢？
你是否考慮過(guò)運(yùn)放的輸入偏置電流對(duì)電路的影響呢？ 輸入偏置電流是指運(yùn)放在沒(méi)有輸入信號(hào)的情況下，輸出端所產(chǎn)生的微小電流。這個(gè)微小電流會(huì)在運(yùn)放的反饋回路中流動(dòng)...
運(yùn)放電路為什么要匹配電阻？輸入偏置電流IB太大有什么后果？
運(yùn)放電路為什么要匹配電阻？輸入偏置電流IB太大有什么后果？ 一、運(yùn)放電路為什么要匹配電阻？ 運(yùn)放電路中的電阻匹配是指將兩個(gè)或多個(gè)電阻的阻值相等，以達(dá)到一...
運(yùn)放電路的噪聲組成 運(yùn)放電路是現(xiàn)代電子技術(shù)中最重要的組成部分之一，其主要目的是放大電信號(hào)，并將不同信號(hào)進(jìn)行復(fù)雜處理。然而，所有電路都存在著一定的噪聲，而...
單反饋運(yùn)放電路如何開(kāi)環(huán)頻域仿真？得到閉合速率與相位裕度
單反饋運(yùn)放電路如何開(kāi)環(huán)頻域仿真？得到閉合速率與相位裕度 單反饋運(yùn)放電路是電路設(shè)計(jì)中常用的一種，它的功能是將輸入信號(hào)放大，并通過(guò)反饋回路實(shí)現(xiàn)一定的增益及穩(wěn)...
電阻Rb是什么作用？在運(yùn)放電路中，何時(shí)加入Rb呢？
電阻Rb是什么作用？在運(yùn)放電路中，何時(shí)加入Rb呢？ 電阻Rb在運(yùn)放電路中扮演著重要的角色。運(yùn)放（Operational Amplifier）是一種具有巨...
什么是偏置電流？偏置電流是怎樣影響運(yùn)放電路的？ 偏置電流是一種在集成電路中常見(jiàn)的現(xiàn)象，特別是在運(yùn)算放大器電路中。它是指在放大器輸入端的偏置電壓引起的電流...
2023-10-23 標(biāo)簽：運(yùn)放電路運(yùn)算放大器偏置電流 4952 0
比較器芯片和運(yùn)放電路的區(qū)別? 比較器芯片和運(yùn)放電路都是電路中常用的模擬電路元件。雖然它們?cè)谕庑魏褪褂梅椒ㄉ嫌行┫嗨?，但它們?cè)诠ぷ髟?、?yīng)用范圍、性能等方...
換一批
編輯推薦廠商產(chǎn)品技術(shù)軟件/工具OS/語(yǔ)言教程專(zhuān)題
| 電機(jī)控制 | DSP | 氮化鎵 | 功率放大器 | ChatGPT | 自動(dòng)駕駛 | TI | 瑞薩電子 |
| BLDC | PLC | 碳化硅 | 二極管 | OpenAI | 元宇宙 | 安森美 | ADI |
| 無(wú)刷電機(jī) | FOC | IGBT | 逆變器 | 文心一言 | 5G | 英飛凌 | 羅姆 |
| 直流電機(jī) | PID | MOSFET | 傳感器 | 人工智能 | 物聯(lián)網(wǎng) | NXP | 賽靈思 |
| 步進(jìn)電機(jī) | SPWM | 充電樁 | IPM | 機(jī)器視覺(jué) | 無(wú)人機(jī) | 三菱電機(jī) | ST |
| 伺服電機(jī) | SVPWM | 光伏發(fā)電 | UPS | AR | 智能電網(wǎng) | 國(guó)民技術(shù) | Microchip |
| Arduino | BeagleBone | 樹(shù)莓派 | STM32 | MSP430 | EFM32 | ARM mbed | EDA |
| 示波器 | LPC | imx8 | PSoC | Altium Designer | Allegro | Mentor | Pads |
| OrCAD | Cadence | AutoCAD | 華秋DFM | Keil | MATLAB | MPLAB | Quartus |
| C++ | Java | Python | JavaScript | node.js | RISC-V | verilog | Tensorflow |
| Android | iOS | linux | RTOS | FreeRTOS | LiteOS | RT-THread | uCOS |
| DuerOS | Brillo | Windows11 | HarmonyOS |
關(guān)注我們的微信
下載發(fā)燒友APP
電子發(fā)燒友觀察
版權(quán)所有 ? 湖南華秋數(shù)字科技有限公司
長(zhǎng)沙市望城經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)航空路6號(hào)手機(jī)智能終端產(chǎn)業(yè)園2號(hào)廠房3層（0731-88081133）
電子發(fā)燒友 （電路圖） 湘公網(wǎng)安備43011202000918
工商網(wǎng)監(jiān)
湘ICP備2023018690號(hào)-1
