运算放大器(Op-Amps)广泛用于电子和微电路中。它具有出色的技术特性(TC)来放大信号。要了解运放的用途,你需要知道它的工作原理、接线图和基本的TC。
什么是运算放大器
运算放大器是一种集成电路 (IC),其主要目的是放大直流值。它只有一个输出,称为差分输出。该输出具有高信号放大系数 (CU)。运算放大器主要用于构建具有负反馈(反馈)的电路,它在主增益 TC 处决定了原始电路的 Q。 DT 不仅用作单独的 IC,而且还用于复杂设备的不同块中。
运算放大器具有 2 个输入和 1 个输出,并且还具有连接电源 (PSU) 的输出。运算放大器的工作原理很简单。有2条规则作为基础。这些规则描述了在运算放大器中发生的 IC 的简单操作过程,以及 IC 的工作原理,即使是傻瓜也很清楚。在输出端,电压差 (U) 为 0,运算放大器的输入端几乎没有电流 (I)。一个输入称为非反相 (V+),另一个称为反相 (V-)。此外,DUT 输入具有高电阻 (R),几乎不消耗 I。
芯片比较输入的U值,并通过前置放大输出信号。 DUT 具有高达 1000000 的高值。如果出现低输入 U,则有可能在输出端获得与电源 U (Uip) 相等的值。如果 V+ 输入处的 U 大于 V-,则输出将具有最大正值。如果反相输入的正 U 通电,则输出将具有最大的负电压值。
运算放大器运行的基本要求是使用双极电源。可以使用单极电源,但在这种情况下,DT 的电位受到严重限制。如果您使用电池并将电池的正极设为0,则测量值时会得到1.5 V。如果你取 2 节电池并串联它们,则会发生 U 的加法,即设备将显示 3 V。
将电池负极设为0,仪表显示3V;反之,正极设为0,仪表显示-3V。将两节电池之间的点设为一个零你得到一个原始的双极电源。您只能在将运算放大器连接到电路时检查运算放大器是否正常工作。
电路上的类型和标记
随着电路的发展,运算放大器也在不断改进,新的型号不断出现。
按应用领域分类:
- 工业 - 低成本的选择。
- 预同步(精密测量设备)。
- 电测(低 Iin)。
- 微供电(低 I 功耗)。
- 可编程(电流通过 I 外部设置)。
- 大电流或大电流(向消费者输出更多 I)。
- 低电压(在 U<3 V 下工作)。
- 高电压(设计用于高 U 值)。
- 快速作用(高转换率和放大频率)。
- 低噪音型。
- 声音类型(低谐波失真)。
- 用于双极和单极类型的电源。
- 差分(能够测量具有高噪声的低 U)。用于分流。
- 现成的放大器级。
- 专门。
运算放大器根据输入信号分为两种类型:
- 带 2 个输入。
- 带 3 个输入。第三个输入用于扩展功能。它有内部反馈。
运算放大器的电路已经够复杂了,做起来没有意义,业余无线电爱好者只需要知道运算放大器的正确电路就可以了,但是对于这个你应该了解它的输出的解密。
IC管脚的主要名称:
- V+ - 同相输入。
- V- - 反相输入。
- Vout - output.Vs+ (Vdd, Vcc, Vcc+) - 电源正极。
- Vs-(Vss,Vee,Vcc-)是电源的负端。
几乎所有 Opus 都有 5 个引脚。但是,有些品种可能没有 V-。有些型号具有额外的输出,可扩展运算放大器的功能。
电源线不必标记,因为这增加了电路的可读性。电源正极端子或极的电源线放置在电路的顶部。
主要特征
DUT与其他无线电组件一样,都有TC,可以分为以下几种:
- 放大。
- 输入。
- 输出。
- 力量。
- 漂移。
- 频率。
- 速度响应。
增益是运算放大器的主要特性。它的特点是输出信号与输入信号的比值。它也被称为幅度或转移ТХ,它以依赖图的形式表示。输入量包括 DT 输入的所有量:Rin、偏移电流 (Icm) 和偏移电流 (Iin)、漂移和最大输入差分 U (Udifmax)。
Icm 用于操作输入端的运算放大器。运算放大器输入级的操作需要 Iinx。 Ivh shift 是运算放大器的 2 个输入半导体的 Icm 之差。
在电路的构建过程中,您需要在连接电阻器时考虑这些 I's。如果不考虑Iinx,它会产生一个差分U,这将导致运算放大器的错误操作。
Udifmax 是运算放大器输入之间提供的 U。其值表示排除了对差分级半导体的损坏。
为了提供可靠的保护,在 DT 的输入之间反向并联了 2 个二极管和一个稳压器。差分输入 R 的特征在于两个输入之间的 R,共模输入 R 是组合在一起的 DT 的 2 个输入与地之间的值。 DUT的输出参数为输出R(Rout)、最大输出U和I。Rout参数的值应较小,以达到最佳增益特性。
必须使用发射器中继器来实现较小的 R 值。 I out 由集电极 I 改变。功率 TC 由运算放大器消耗的最大功率评估。 Op-Amp 误动作的原因是差动放大级半导体的 TC 的散射,这取决于温度特性(温度漂移)。运算放大器的频率参数是基本的。它们有助于放大谐波和脉冲信号(速度响应)。
电容器包含在普通和特殊类型的运算放大器 IC 中,可防止产生高频信号。在低频时,电路具有较大的无反馈 (OS) 的 K 因子。在 OC 的情况下使用同相开关。同样在某些情况下,例如在制作反相放大器时,不使用 OC。此外,运算放大器具有动态特性:
- Uv (SN Uv) 的上升率。
- Uv 设置时间(U 尖峰时运算放大器的响应)。
在哪里使用
有两种类型的运算放大器电路,它们的连接方式不同。运算放大器的主要缺点是 Q 的可变性,这取决于操作模式。主要应用是放大器:反相 (IU) 和同相 (NIU)。在 LUT 电路中,U 上的 Q 由电阻器设置(信号必须馈送到输入端)。运算放大器包含一个串联型反馈。该连接是与其中一个电阻器建立的。它仅被馈送到 V-。
在 DUT 中,信号存在相移。为了改变负输出电压的符号,U 的并联操作是必要的。输入为非反相输入,必须接地。输入信号通过电阻器馈送到反相输入端。如果同相输入接地,则运算放大器输入之间的 U 差为 0。
我们可以区分使用 DUT 的设备:
- 前置放大器。
- 音频和视频信号的放大器。
- U 比较器。
- 扩散器。
- 差异化因素。
- 集成商。
- 过滤元件。
- 整流器(高精度输出参数)。
- U 和 I 稳定剂。
- 模拟计算器。
- ADC(模数转换器)。
- DAC(数模转换器)。
- 产生各种信号的装置。
- 电脑硬件。
运算放大器及其应用已广泛应用于各种设备。
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