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基本运算放大器原理
2021-09-05   编程(大嘘 杂项   4 条评论   867 次阅读
为什么要转载这篇文章?
别问,问就是物竞考到了但不会。

运算放大器电路图标:


Vp:同相输入端
Vn:反向输入端
Vo:输出端

1.同相输入端与反向输入端的意义

同相位

|Vp |Vn|Vo|
| :------------: | :------------: | :------------: |
|上升 |接地或稳定的电平| 上升|
|下降 |接地或稳定的电平| 下降|

反相位

|Vp |Vn|Vo|
| :------------: | :------------: | :------------: |
|上升 |接地或稳定的电平| 下降|
|下降 |接地或稳定的电平| 上升|

2.运算的放大倍数为无穷大(∞)

3.运算放的反向输入端电压永远等于同相输入端电压。

∵ $$V\tiny in \normalsize = Vp - Vn$$ 且
$$V\tiny out \normalsize =A \times V\tiny in$$
$$V out = A × Vin$$
(A:为放大倍数)

又 ∵ A = ∞,Vin = Vout / A
∴ Vin => 0
结论:Vp = Vn


☆例1:


解释:因为反向端电压永远等于同相端电压,所以Vout也为0.1V等于输入(电压跟随器),主要就是运放是输入阻抗无穷大,输出阻抗几乎为零。

☆例2:


解释:根据反向端永远等于同相端的基本原理,此时反向端电压为0.1V,又因为在1K电阻上的分压为0.1V,那么在100K电阻上的分压将为10V,故Vo输出电压为100K与1K电阻分压之和,为10.1V。

☆例3:


解释:电路输入为24V直流电源,经过C1滤波,经R1、D2稳压管进行稳压,稳压在2.5V,同时在稳压管两端并联一只10K的可调变阻器,可调范围为:0V - 2.5V,又如图所示,运放的同相端接在滑动变阻器的抽头上,所以,同相端的电压变化范围也为:0V - 2.5V,运放的反向端接R2与R3分压中间,故在R3的1K电阻上电压变化范围为:0V - 2.5V,那么在R2上电压变化范围为:0V - 12.5V,输出电压为R2+R3上的电压总和,故为0V - 15V的变化范围。

4.运算的输入阻抗为无穷大,也就是说运放输入电流为零。


解释:运放同相端接地,那么反向端电压将为0V,100K电阻上左边1V右边0V,有电势差,则有电流流过100K电阻,但由于运放的输入阻抗为无穷大,几乎没有电流流进运放,所以电流将流过1000K电阻,那么1000K电阻上的电压为10V,由于输出端比GND的电势低,所以输出为-10V(负压)。

解释:运放同相端接3V电压,那么反向端电压也为3V,2K电阻上左边5V右边3V,又电势差,则有电流流过2K电阻,但由于运放的输入阻抗为无穷大,几乎没有电流流过运放,所以电流将流过10K电阻,那么在10K电阻上的电压为10V,Vout对地的电压是Vout ⇒ A ⇒ B ⇒ GND,所以,Vout = (-10V)+3V = -7V。

★总结如下:

  1. 同相输入端与反向输入端的意义:
    (1)、在反向端电压一定时,输出的波形与同相端相位相同。
    (2)、在同相端电压一定时,输出的波形与反向端相位相反。
  2. 运算的放大倍数为无穷大(∞)。
  3. 运算放的反向输入端电压永远等于同相输入端电压。
  4. 运算的输入阻抗为无穷大,也就是说运放输入电流为零。
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已有 4 条评论
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    Caviar-X
    September 22nd, 2021 at 07:11 pm

    物竞大佬膜拜

      神必壬
      神必壬 博主
      September 22nd, 2021 at 10:53 pm

      羡慕中秋节放满三天,不用提前返校的

    马内
    September 19th, 2021 at 08:08 pm

    网站每日ip 1千,交换友链,https://mo*1.us/521

      神必壬
      神必壬 博主
      September 19th, 2021 at 08:39 pm

      不差那点流量,而且我要是靠流量赚钱,对不起我的读者