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運算放大器的16個基礎知識點

更新時間:2023-09-18 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

明白了“虛短”得條件后我們就很容易判定哪些時侯能哪些時侯不能用“虛短”作電路剖析了。在實際上,條件(1)對絕大多數集電極都是創立的,關鍵要看工作區域。若果是書上的電路,通過估算判定;若果是實際電路,用儀器量集電極輸出電流是否合理即可曉得。與“虛短”相關的還有一種情況叫“虛地”,就是有一個輸入端接地時的“虛短”,不是新情況。有些書上說要深度負反饋條件下才會用“虛短”,我認為這不確切,我覺得這樣說的潛思索是,在深度負反饋的情況下集電極更可能工作在線性區。但這不是絕對的,輸入訊號太大時,深度負反饋的集電極照樣步入飽和。icR物理好資源網(原物理ok網)

所以,應當以輸出電流值判別最可靠。icR物理好資源網(原物理ok網)

10.將輸入訊號直接加到同相輸入端,反相輸入端通過內阻接地,為何U_=U+=Ui≠0?不是虛地嗎?icR物理好資源網(原物理ok網)

問題補充:構成虛短要滿足一定的條件。那構成虛地也要滿足一定的條件?是哪些?為何?icR物理好資源網(原物理ok網)

(1)在同相放大電路中,輸出通過反饋的作用,致使U(+)手動的跟蹤U(-),這樣U(+)-U(-)都會接近于0。似乎兩端漏電,所以稱“虛短”。icR物理好資源網(原物理ok網)

(2)因為虛短現象和集電極的輸入內阻很高,因此流經集電極兩個輸入端的電壓很小,接近于0,這個現象叫“虛斷”(虛斷是虛短派生的,不要以為二者矛盾)icR物理好資源網(原物理ok網)

(3)虛地是在反相集電極電路中的,(+)端接地,(-)接輸入和反饋網路。因為虛短的存在,U(-)和U(+)[電位等于0]很接近,所以稱(-)端虛假接地——“虛地”icR物理好資源網(原物理ok網)

(4)關于條件:虛短是同相放大電路閉環(簡單說就是有反饋)工作狀態的重要特點,虛地是反相放大電路在閉環工作狀態下的重要特點。注意理解虛短的條件(如“接近相等”),應當就ok。icR物理好資源網(原物理ok網)

11.總認為運算放大器這個模型有點離奇,首先就是“虛短”,由于“虛短”,當運算放大器接成同相放大器時,兩輸入端的電位是相同的,這時假若檢測輸入端的波形,將是同樣的,這就好比是紋波訊號,雖然,在兩輸入端上還是有微小的差模訊號,只是通常儀器測不下來,然而,這樣一來,因為“虛短”就人為(由于虛短是深度負反饋的結果,是人為的)的減小了兩輸入端的串擾訊號,這樣就對運算放大器的性能構成挑戰。為何運算放大器要如此使用?icR物理好資源網(原物理ok網)

(1)同相放大器的串擾訊號比反相放大器大得多對紋波抑制比要求高。icR物理好資源網(原物理ok網)

(2)我對“同、反相兩種放大器的串擾訊號抑制能力”的想法集電極紋波訊號抑制比的好壞(db值)主要取決于集電極內部(僅僅是內部)差動放大器的對稱程度及增益。這很顯著,沒有任何集電極提供其紋波抑制比的同時,附加了外部電路的結構條件。對于推挽輸入,無論是同相還是反相,其等效紋波值均是輸入值的一半。但因同相放大的輸入阻抗一般小于反相放大,其抗干擾的能力其實差些。icR物理好資源網(原物理ok網)

串聯電路計算電阻怎么算_串聯電路求電阻的公式_串聯電路總電阻怎么計算?icR物理好資源網(原物理ok網)

如前述,反相輸入時,反相端電流幾乎為零,所以差分對管基極電流只有一管變化。同相輸入時,反相端的電流和同相端電流相等,故串擾電流和輸入電流等值!也就是說所以差分對管基極電流不僅有兩管有同時朝不同方向變化的部份外還有朝同方向變化的量,這就是串擾輸出電流。它和其中某一管的電流是同相相乘的。因而容易造成該管漸趨飽和(或則截至),所幸串擾電流的放大只是差模放大倍數的數萬分之一。icR物理好資源網(原物理ok網)

前面所述,并不說明該放大器的差模輸入和串擾輸入的串擾抑制抑制比不同!應當是同相輸入會附加一個與輸入量等值的串擾訊號!因而對于輸入訊號較大時要慎用同相放大模式。icR物理好資源網(原物理ok網)

12為何集電極通常要反比列放大?icR物理好資源網(原物理ok網)

反相輸入法與同相輸入法的重大區別是:icR物理好資源網(原物理ok網)

反相輸入法,因為在同相端接一個平衡內阻到地,而在這個內阻上是沒有電壓的(由于運算放大器的輸入內阻極大),所以這個同相端就近似等于地電位,稱為“虛地”,而反相端與同相端的電位是極接近的,所以,在反相端也存在“虛地”。有虛地的用處是,不存在紋波輸入訊號,雖然這個運算放大器的串擾抑制比不高,也保證沒有串擾輸出。而同相輸入接法,是沒有“虛地”的,當使用推挽輸入訊號時,才會形成串擾輸入訊號,雖然使用高紋波抑制比的運算放大器,也還是會有串擾輸出的。icR物理好資源網(原物理ok網)

所以串聯電路總電阻怎么計算?,通常在使用時,就會盡量采用反相輸入接法。icR物理好資源網(原物理ok網)

13.有的集電極上電后雖然不輸入任何電流也會有輸出,但是輸出還不小,所以常常用VCC/2作為參考電流。icR物理好資源網(原物理ok網)

(1)運置于沒有任何輸入的情況下有輸出,是由光耦本身的設計結構不對稱引起的,即形成了我們常說的輸入失調電流Vos,它是集電極的一個很重要的性能參數。集電極常用VCC/2作為參考電流是由于該集電極處在單電源工作狀態下,在此時運放真正的參考是VCC/2,故常在集電極正端提供一個VCC/2的直流偏置,在正負雙電源供電時還是常以地為參考的。icR物理好資源網(原物理ok網)

集電極的選擇需注意好多事項,在不是很嚴格的條件下,常需考慮集電極的工作電流、輸出電壓、功耗、增益帶寬積、價格等。其實,當運置于特殊條件下使用時,還需考慮不同的影響因子。icR物理好資源網(原物理ok網)

14.為何由運算放大器組成的放大電路通常都取樣反相輸入方法?icR物理好資源網(原物理ok網)

(1)反相輸入法與同相輸入法的重大區別是:icR物理好資源網(原物理ok網)

反相輸入法,因為在同相端接一個平衡內阻到地,而在這個內阻上是沒有電壓的(由于運算放大器的輸入內阻極大),所以這個同相端就近似等于地電位,稱為“虛地”,而反相端與同相端的電位是極接近的,所以,在反相端也存在“虛地”。有虛地的用處是,不存在紋波輸入訊號,雖然這個運算放大器的串擾抑制比不高,也保證沒有串擾輸出。而同相輸入接法,是沒有“虛地”的,當使用推挽輸入訊號時,才會形成串擾輸入訊號,雖然使用高紋波抑制比的運算放大器,也還是會有串擾輸出的。所以,通常在使用時,就會盡量采用反相輸入接法。icR物理好資源網(原物理ok網)

(2)正相是振蕩器,反相能夠穩定放大器,接入負反饋icR物理好資源網(原物理ok網)

(3)從原理上看,接成同相比例放大電路是可以的。但實際應用時被放大的訊號(也就是差模訊號)常常很小,此時就要注意抑制噪音(一般表現為串擾訊號)。而同相比例放大電路對紋波訊號的抑制能力很差串聯電路總電阻怎么計算?,須要放大的訊號會被吞沒在噪音中,不利于后期處理。所以通常選擇抑制能力較好的反相比列放大電路。icR物理好資源網(原物理ok網)

15.集電極的重要特點?icR物理好資源網(原物理ok網)

(1)假如集電極兩個輸入端上的電流均為0V,則輸出端電流也應當等于0V。但事實上,輸出端總有一些電流,該電流稱為失調電流VOS。假如將輸出端的失調電流乘以電路的噪音增益,得到結果稱為輸入失調電流或輸入參考失調電流。這個特點在數據表中一般以VOS給出。VOS被等效成一個與集電極反相輸入端串聯的電流源。必須對放大器的兩個輸入端施加差分電流,以形成0V輸出。icR物理好資源網(原物理ok網)

(2)理想集電極的輸入阻抗無窮大,因而不會有電壓流入輸入端。并且,在輸入級中使用雙極結晶體管(BJT)的真實集電極須要一些工作電壓,該電壓稱為偏置電壓(IB)。一般有兩個偏置電壓:IB+和IB-,它們分別流入兩個輸入端。IB值的范圍很大,特殊類型集電極的偏置電壓低至60fA(大z每3μs通過一個電子),而一些高速集電極的偏置電壓可高達幾十mA。icR物理好資源網(原物理ok網)

(3)第一款單片集電極正常工作所需的電源電流范圍為±15V。現在,因為電路速率的提升和采用低功率電源(如電瓶)供電,集電極的電源正在向低電流方向發展。雖然集電極的電流尺寸一般被指定為對稱的兩極電流(如±15V),然而這種電流卻不一定要求是對稱電流或兩極電流。對集電極而言,只要輸入端被偏置在有源區域內(即在串擾電流范圍內),這么±15V的電源就相當于+30V/0V電源,或則+20V/–10V電源。集電極沒有接地引腳,除非在單電源供電應用中把負電流軌接地。集電極電路的任何元件都不須要接地。icR物理好資源網(原物理ok網)

高速電路的輸入電流擺幅大于低速元件。元件的速率越高,其幾何形狀就越小,這意味著擊穿電流就越低。因為擊穿電流較低,元件就必須工作在較低電源電流下?,F在,集電極的擊穿電流通常為±7V左右,因而高速集電極的電源電流通常為±5V,它們也能工作在+5V的單電源電流下。icR物理好資源網(原物理ok網)

對通用集電極來說,電源電流可以低至+1.8V。這類光耦由單電源供電,但這不一定意味必須采用低電源電流。單電源電流和低電流這兩個術語是兩個相關而獨立的概念。icR物理好資源網(原物理ok網)

16.運算放大器的放大原理是哪些?icR物理好資源網(原物理ok網)

運算放大器核心是一個差動放大器。就是兩個二極管背靠背連著。共同分擔一個橫流源的電壓。二極管一個是集電極的正向輸入,一個是反向輸入。正向輸入的二極管放大后送到一個功率放大電路放大輸出。這樣,假如正向輸入端的電流下降,這么輸出自然也變大了。假如反相輸入端電流升高,由于反相五級管和正向五級管共同分擔了一個恒流源。反向三級管電壓大了,那正向的就要小,所以輸出都會增加。因而叫反向輸入。其實,電路內部還有好多其它的功能部件,但核心就是這樣的。icR物理好資源網(原物理ok網)

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