电压放大倍数公式运放_【专题2:电子工程师 之 硬件】 之 【43.运算放大器详解e 运算放大器虚短和虚断】...
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1.运放原理图符号
(1)引脚3:运放的正输入端(同向输入端)。
(2)引脚2:运放的负输入端(反向输入端)。
(3)引脚1:输出端。
(4)引脚8:接电源正极。
(5)引脚4:接电源负极或接负电源。
2.运放的分类
(1)按速度:分为低速运放和高速运放。高速运放比较贵。
(2)按供电方式:单电源功能和双电源供电。
3.常用的运放选型
(1)运放有单个的,也有二合一的(将两个单独的运放集成在一起),也有四合一的(将四个单独的运放集成在一起)。
(2)在低端的(速度不高)的双运放中,用的比较多的是LM358,价格便宜,只要几毛钱;还有LM2904,LM358和LM2904能承受的温度不一样,LM358一般是75度,LM2904一般是150度,其它特性都一样。四路运放(四合一)用的比较多的是LM324,价格在5毛钱左右。
单运放:LM721,中高速运放,价格较贵,一般要1到2元。LM2772,中高速运放,将两个高速运放集成在一起,价格较贵。
4.LM358 数据手册
(1)单电源供电时,供电电压为+3V~+32V。
(2)正负电源供电时,正电源要小于+16V(V正-16V)。
5.运算放大器的放大原理
运算放大器的放大倍数一般为几十万倍。输入一个很小的信号(电流或电压),很容易就被放大到电源电压。
工程应用中一般只需要放大几十倍或几百倍就可以了。所以需要引入负反馈电路,通过电阻网络组成的负反馈电路决定了当前运算放大电路的放大倍数。
思考:将一个1mV的电压放大到100mV,为什么不直接使用电阻分压或使用三极管简单的进行放大,而是需要使用运放呢?
因为运放虽然只是将1mV的电压放大到100mV,但该100mV电压的驱动电流非常大,并且由于运放的输出极是一个推挽电路,所以输出的电压也比较稳定。
因为运放有这么多的优点,所以一般直接使用 运放 + 反馈电阻网络 来放大微弱信号。
因为通过运放放大的信号的能量(电压或电流),绝大部分都是通过负反馈回到了输入端,而真正留在运放输出端作为输出的信号的能量(电压或电流)很少,所以称这种电路为深度负反馈放大电路。深度指的是将绝大部分能量反馈到了输入端,因为是绝大部分,所以是深度。
6.虚断
输入运放的信号通常比较小,也就是流入运放的电流或电压很小。理想情况下,输入的电压信号或电流信号接近为0,为什么是0呢?如果是0,还需要放大?
这里说的0,仅仅是为了更好的分析运放,而不是真的输入信号为0。也可以这么理解,输出的电压或电流的绝大部分都通过反馈网络回到了输入端,和输入端电压或电流进行中和,导致输入信号接近为0。因为输入端可以看成是没有信号,相当于运放输入端直接断路,称为虚断。
7.虚短
虚断可以等效为输入端有一个无穷大的电阻,而运放本身是由半导体元器件集成的,肯定有一个内阻(两个输入端之间的电阻),该内阻相对于无穷大的电阻来说,直接等效为短路,相当于运放内部被短路,被称为虚短。
虚断和虚短都是假想出来的,实际是没有短路或断路的,只是为了工程计算方便而已。
总结:
运放的放大倍数是无限的,通过负反馈电阻网络可以将大部分输出电流或电压反馈回输入端,并且和输入信号中和(可以这样理解),把需要的信号留在输出端即可。
通过计算反馈电阻网络的阻值,可以计算出运放真正的放大倍数是多少,输出我们所需要的信号。
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