运算放大器应用篇-简单应用电路(加/减/微积分)

运算放大器应用篇-简单应用电路(加/减/微积分)#头条创作挑战赛#承接上文规则3:理想运算放大器输入端电流为零。实际运算放大器也一样,输入电流一般(但不都是)可忽略。其典型值在pA~nA。规则

大家好,欢迎来到IT知识分享网。

#头条创作挑战赛#

承接上文

规则3:理想运算放大器输入端电流为零。实际运算放大器也一样,输入电流一般(但不都是)可忽略。其典型值在pA~nA。

规则4:当运算放大器的同相和反相输入的电压存在差异时,反馈电路将起作用,使两端电压差为零。该规则只适用于负反馈。

加法放大器

求下图电路

运算放大器应用篇-简单应用电路(加/减/微积分)

加法电路

分析:运算放大器的同相端V+接地(0V)。根据上文规则,得出:

根据欧姆定律,可得:

根据理想运算放大器的输入电阻无穷大,可以认为没有电流流入到运算放大器的输入端,根据基尔霍夫电流定律,可得:

即:

时:

注:当和为负值时,要想得到正值,可加一个反相器。同理,三个输入相加输出为:在某些实际应用中,需要在同相端和地之间接一个电阻,以避免由于输入偏置电流产生的偏置误差。该电阻值大小应等于所有输入电阻的并联值。

减法放大器

求下图电路的

运算放大器应用篇-简单应用电路(加/减/微积分)

减法电路

分析:首先,根据分压关系,得到同向端的电压(假设输入电流为零)

其次,在反相端应用基尔霍夫电流定律,得到:

使用上文中使用的规则(),将V+代入上式,可得到:

时:

积分器

求下图电路的

运算放大器应用篇-简单应用电路(加/减/微积分)

积分电路

分析:电路中有反馈,且V+=0V,可认为V_也是0V(规则4)。已知V-,可求出,继而可以列出一个表达式,的关系。因为没有电流流入运算放大器的输入端(规则3),流过电容的电流和流过电阻的电流满足关系:

应用欧姆定律,得:

表示为:

代入,整理得:

此电路称为积分器,输出端时输入信号的积分。该电路存在一个问题:由于实际运算放大器存在电压漂移和偏置电流等非理想因素,即使输入两端接地,也会有电压输出。对此,可以采用一个大电阻并接在电容两端,为直流负反馈提供稳定的偏置电压。同样,也可以在同相输入端和地之间接一个补偿电阻,来减少因偏置电流引起的电压偏置误差。该电阻的阻值等于输入电阻和反馈电阻的并联值。

微分器

求下图电路的

运算放大器应用篇-简单应用电路(加/减/微积分)

微分电路

分析:因为V+接地(0V),根据规则4,得到:。得到了V-,即可求出继而得到的关系式。由于没有电流流入运算放大器的输入端(规则3),通过电容的电流与流过电阻的电流,满足:

由电容的特性及欧姆定律,可以得到:

整理得:

微分电路中为什么需要加补偿电容和补偿电阻?

这样的电路称为微分电路,其输出信号是对输入信号的微分。这个微分电路并不是实际的电路形式。这是因为运算放大器对交流有很大的放大倍数。电路噪声信号很大。而且微分网络是一个RC低通滤波器,相位滞后90°,可能会引起电路的稳定性的问题。在其下面的微分电路中,由于增加了反馈电容和输入电阻,稳定性和噪声两个问题得到了较好的解决。新增加的元件提供了高频通路,可减少高频噪声,这些元件也会产生90°相移,可抵消90°滞后相位。然而由于增加了元件,最高工作频率受到限制——在非常高的频率下,微分器会变成积分器。还需要在同相输入端与地之间增加一个补偿电阻,以避免由于输入偏置电流产生的偏移误差,它的阻值应等于反馈电阻的阻值。

运算放大器应用篇-简单应用电路(加/减/微积分)

流浪

免责声明:本站所有文章内容,图片,视频等均是来源于用户投稿和互联网及文摘转载整编而成,不代表本站观点,不承担相关法律责任。其著作权各归其原作者或其出版社所有。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,侵犯到您的权益,请在线联系站长,一经查实,本站将立刻删除。 本文来自网络,若有侵权,请联系删除,如若转载,请注明出处:https://yundeesoft.com/57140.html

(0)

相关推荐

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注微信