操作放大器广泛应用于信号采集、放大等各种应用,其应用电路也很多。因此,我们特别总结了操作放大器各种电路的实现、参数和一些关键特性,供您参考。
在模拟电路中,为了便于分析,集成运输通常被视为理想的集成运输。虽然理论上会带来误差,但仍在项目的允许范围内。理想的作放大器的开环差模放大倍数为∞。也就是说,即使两个输入端加上无限小的输入电压,也足以在非线性区域工作。也就是说,输出电压只有两种:±Uom。但是,我们需要让运输为我使用,我们需要让运输在线区域工作,我们需要引入一个重要的概念:深度负反馈。
我们在上面引入了深度负反馈,这是使用运输和放组成计算电路的必要条件。在实际电路结构方面,计算电路实际上是高开环放大倍数和深度负反馈的直接耦合放大电路。
在运输电路方面,使用虚短和虚断KCL定律可以计算出输出电压Uo和输入电压Ui之间的数学关系。但是在实际应用中过于复杂,因为我们总结出几大类常用的运放应用电路。
1.电压跟随器
如上图所示,我们很容易使用虚断和虚短的概念来计算输出电压Uo=Ui。输出电压随输入电压而变化,因此称为电压跟随器。 电压跟随器的关键特点是:输入电阻大、输出电阻小。通过这一特性,我们通常使用电压跟随器作为缓冲器,通常相当于后电路的恒压源,可以起到隔离作用。
2.同比运算电路
上图显示了相同比例的计算电路。输入信号直接添加到运输和放置的相同输入端。由于输出电压,可以使用短和断裂来计算其增益如下Uo和Ui相位相同,所以我们称之为相比运算。
3.反相比例运算
输出增益可以通过计算来计算,输出电压和输入电压的相位可以通过以下计算公式来知道,所以我们称之为反相比例计算电路。
4.差分比例计算电路
通常,我们使用比例计算电路来放大各种电压和电流信号。例如,我们可以使用该电路进行电流检测,如下图所示,但该电路通常采样信号较大,因此对抗干扰能力的要求不那么高。另一个场景是,传感器需要采样一些非常弱的信号(零点几毫伏级),此时需要使用差分比例计算电路。
如下图所示,为了保证输入端电路的对称性,需要满足的条件是: R1//Rf=R2//Rp
输出电压与输入电压之间的关系是: Uo=-Rf/R1(U1-U2) 也就是说,输出电压和输入电压之间的差值是成比例的,所以我们称之为差分比操作放大器。
5.加减法操作电路
根据一定比例实现多个信号的电路称为加减计算电路。如果多个信号通过电阻作用于集成放电电路的同一输入端,则构成加法计算电路;如果多个信号通过电阻作用于集成放电的两个输入端,则构成减法计算电路,如下图所示:反向加法计算电路和同向加法计算电路:
6、具有Cf过滤器的放大器
在运放的实际应用电路上,通常会在反馈电阻上增加Cf滤波器的主要功能如下: ①做相位补偿,增加相位余量,可提高运放稳定性,防止自激; ②因此,它起着低通滤波器的作用Cf电容器可以减少带宽。
上述公式为加Cf在高频和低频场景下,滤波器运放的增益如下图所示。Cf反向放大器也是如此。
7.积分操作放大器
在自动控制系统中,积分电路和微分操作电路通常用于积分和微分调节控制信号。此外,它还广泛应用于各种非正弦波的生成和变换:例如,在非正弦波生成电路中,它被用作延迟电路。在波形变换中,方波变为三角波:A/D将电压转换为时间量等。
反馈电阻将反向比计算电路Rf用电容C代替,构成反向积分运算电路,该电路的分析也可以用虚短、虚断来计算。
8.微分操作放大器
用电容代替反向比运算电路中输入端的电阻,构成微分运算电路:
本文来源于《运放电路设计1》