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运算放大器的12个基础知识点

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    2019-11-21 15:51
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    发表于 2021-8-3 18:16 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    x
    本文主要讲一下关于学好运算放大器的12个基础知识点,希望对你们的学习有所帮助。
    / c0 p! y& v, e8 P: ]% x
    ; I& G; Q. }! u- W一、一般反相/同相放大电路中都会有一个平衡电阻,这个平衡电阻的作用是什么?" \* n8 T" M/ t! K! D0 z$ {
    1、芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置,芯片内部的电路通常都是直接合的,它能够自动调节静态工作点。1 E" \5 U0 U4 _4 C  I8 s) j
    但是,如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地,它的自动调节功能就不正常了。
    $ n1 x3 _- S6 q0 y3 a: I2 r$ D因为芯片内部的晶体管无法抬高地线的电压,也无法拉低电源的电压,这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件,电路需要另外分析。
    - D8 N* m, s+ d- i5 B" _2、 消除静态基极电流对输出电压的影响,大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡,这也是其得名的原因。% X- V' G! P9 j
    ' [& i, K# [1 \3 F/ j4 I9 u
    二、同相比例运算放大器,在反馈电阻上并一个电容的作用是什么?# ]+ f" C4 I, I5 L& U: ]
    1、反馈电阻并电容形成一个高通滤波器, 局部高频率放大特别厉害。
    * n! C- Y8 O4 d2、 防止自激。
    6 Q9 d4 `1 c+ |) ?6 z, w; B6 ]. F) M4 c6 E1 w, \7 P; }
    三、运算放大器同相放大电路如果不接平衡电阻有什么后果?
    9 y( |+ D' V7 |7 ?+ D! e7 i烧毁运算放大器,有可能损坏运放,电阻能起到分压的作用。
    5 \5 c; }" X6 y/ N8 q: D& H+ D
    ' v* D; u% b$ @" C* K四、在运算放大器输入端上拉电容,下拉电阻能起到什么作用?( J  V' K4 _5 l; G4 R4 @& S; U
    是为了获得正反馈和负反馈,这要看具体连接,比如我把现在输入电压信号,输出电压信号,再在输出端取出一根线连到输入段。4 Q' D7 ]! I, k( u5 H* U
    那么由于上面的那个电阻,部分输出信号通过该电阻后获得一个电压值,对输入的电压进行分流,使得输入电压变小,这就是一个负反馈。  }0 U* V, L! b0 ?! i
    因为信号源输出的信号总是不变的,通过负反馈可以对输出的信号进行矫正。) O" n7 ~8 q: R

    ( y% l' L( Y2 }* T五、运算放大器接成积分器,在积分电容的两端并联电阻RF的作用是什么?
    & S. m  @' v' f! w8 ~用于防止输出电压失控。
    : v: O, J8 m, z$ {% G0 H  T# O3 K# u5 a
    六、为什么一般都在运算放大器输入端串联电阻和电容?
    ) m* H1 |8 Z1 J, _如果你非常熟悉运算放大器的内部电路的话,你就会知道,不论什么运算放大器都是由几个晶体管或是mos管组成。
    . t8 q& m* y5 b在没有外接元件的情况下,运算放大器就是个比较器,同相端电压高的时候,会输出近似于正电压的电平,反之也一样。
    5 F# Z! X' @# N2 f7 Q但这样运放似乎没有什么太大的用处,只有在外接电路的时候,构成反馈形式,才会使运放有放大功能。
    - ]' ~6 p) g! R+ b0 K. ~$ ^) o/ [
    3 n3 |1 r: w, l% [5 ~七、运算放大器同相放大电路如果平衡电阻不对有什么后果?
    ' V8 p' J3 }' H6 \; u* }, k+ s1、同相反相端不平衡,输入为0时也会有输出,输入信号时输出值总比理论输出值大或小一个固定的数。. J6 p+ q' T$ J3 Y; I
    2、 输入偏置电流引起的误差不能被消除。
    * B- w' c- ]) V( k! V' {( {8 O8 t! D/ \3 q! ~8 W
    八、理想集成运算放大器的放大倍数、输入阻抗是多少、其同相输入端和反相输入端之间的电压是多少?# \( X: M' q1 G/ [  N3 k
    放大倍数是无穷大的,输入阻抗是无穷小的,同向输入和反向输入之间的电压几乎相同!
    - b+ e1 a# O( v( D) }
    1 t5 q0 V* i  ^7 Y九、有的运放上电后即使不输入任何电压也会有输出,而且输出还不小?
    ' j! A) g1 b) `  s* k1 z4 D: d运放在没有任何输入的情况下也下有输出,是由运放本身的设计结构不对称造成的,即产生了我们常说的输入失调电压Vos,它是运放的一个很重要的性能参数。运放常用VCC/2作为参考电压,是因为该运放处在单电源工作状态下,在此时运放真正的参考是VCC/2,故常在运放正端提供一个VCC/2的直流偏置,在正负双电源供电时还是常以地为参考的。0 s2 _% w2 P9 d3 J4 z1 k1 V
    * E& ?- @3 p/ q2 U

    6 k. H9 I# w2 |, _6 M8 w十、为什么由运算放大器组成的放大电路一般都采取反相输入方式?6 c4 @, B! G+ M% C2 G, J
    反相输入法与同相输入法的重大区别:反相输入法由于在同相端接一个平衡电阻到地,而在这个电阻上是没有电流的。0 s9 s! B+ Y' v
    因为运算放大器的输入电阻极大,所以这个同相端就近似等于地电位,称为“虚地”,而反相端与同相端的电位是极接近的,所以,在反相端也存在“虚地”。
    7 u  M7 f  S* f有虚地的好处是不存在共模输入信号,即使这个运算放大器的共模抑制比不高,也保证没有共模输出。
    ' M+ n8 s, |4 P' E. P4 O+ n而同相输入接法是没有“虚地”的,当使用单端输入信号时,就会产生共模输入信号。 即使使用高共模抑制比的运算放大器,也还是会有共模输出的, 所以,一般在使用时,都会尽量采用反相输入接法。' [% Z! u& v* O" A0 x, ]# V% F" O1 G

    # A: J/ I2 X  M  u) u5 C十一、运放的重要特性?+ h4 g/ r9 I0 t) W: G0 j* p
    1、如果运放两个输入端上的电压均为0V的话,则输出端电压也应该等于0V,但事实上,输出端总有一些电压,该电压称为失调电压VOS。7 i+ ?1 z1 \; y8 m
    如果将输出端的失调电压除以电路的噪声增益,得到结果称为输入失调电压或输入参考失调电压。$ k. J/ J2 R6 m: P2 T
    这个特性在数据表中通常是以VOS给出的,VOS被等效成一个与运放反相输入端串联的电压源,必须对放大器的两个输入端施加差分电压,以产生0V输出。
    1 S9 d( `2 V8 ?" E# S2、理想运放的输入阻抗无穷大,因此不会有电流流入输入端。# b" H" u2 L& Q
    但是,在输入级中使用双极结晶体管(BJT)的真实运放需要一些工作电流,该电流称为偏置电流(IB)。
    / x/ F, g3 X0 K7 X2 ]通常有两个偏置电流:IB+和IB-,它们分别流入两个输入端。
    ! {: E7 l0 Y, c( t9 p! C. F! Q
    % S' t( g- k, J8 P十二、运算放大器的放大原理是什么?; l! i7 l  [1 H6 O  `
    运算放大器核心是一个差动放大器,就是两个三极管背靠背连着,共同分担一个横流源的电流,三极管一个是运放的正向输入,一个是反向输入。; r2 V; H& Y# T' L

    5 x7 {; \$ K& U) g& w* p2 M" Q% [# U$ u正向输入的三极管放大后送到一个功率放大电路放大输出,这样,如果正向输入端的电压升高,那么输出自然也变大了。
    # W2 `1 l9 |' R/ O
    8 T4 s& K! A* y/ ~3 {3 ^- z如果反相输入端电压升高,因为反相三级管和正向三级管,共同分担了一个恒流源,反向三级管电流大了,那正向的就要小,所以输出就会降低,因此叫反向输入。* {4 k2 r7 u/ @! N5 L8 E1 F) |

    , Y& ]3 f: Y4 Y. N% [6 ]7 E# s. \
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    2020-8-4 15:07
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    发表于 2021-8-3 18:36 | 只看该作者
    消除静态基极电流对输出电压的影响,大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡,这也是其得名的原因。
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    开心
    2020-7-28 15:35
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    [LV.1]初来乍到

    3#
    发表于 2021-8-3 18:39 | 只看该作者
    是的,理想集成运算放大器的放大倍数、输入阻抗是多少、其同相输入端和反相输入端之间的电压是多少? 放大倍数是无穷大的,输入阻抗是无穷小的,同向输入和反向输入之间的电压几乎相同。
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