美国PARKER放大器,简称“运放",是电力电子中最重要的器件之一,主要作用为:信号放大、信号运算、信号处理、波形的产生和变换。 一、运算放大器的内部结构 集成运算放大器内部一般由四个单元组成,各单元作用如下 输入级:一般采用差分放大电路,用来抑制零点漂移。 中间级:由一级或多级放大电路组成,主要是提供足够高的电压放大倍数。 输出级:电压增益为1,主要为输出提供带载能力。 偏置电路:为各级电路提供静态工作点。 二、运算放大器的电路符号和基本特性 运算放大器电路符号 运算放大器的基本特性: ①理想运放开环放大倍数为无穷大。 三、运算放大器的几个参数概念 ②运放输出电压不可能超过运放供电电压(一般十几伏)。 ③理想运放输入阻抗无穷大。 ④理想运放输出阻抗为零。 四、运算放大器的分类 虚断的概念:一方面,由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在数万倍。而运放的输出电压是有限的,一般不超过15V。因此 近相等,相当于 “短路"。另一方面,由于运放的输入阻抗非常大(MΩ级),所以流入运放的电流几乎为零,相当于 “断路"。 虚短与虚断主要在涉及运放计算的时候作为已知条件使用。 1.运放为什么必须引入负反馈 引入负反馈,主要是使放大电路工作在线性区,使输出电压不超过最大输出电压,如果不引入负反馈,由于运行的线性区范围很小,其电压放大倍数又太大,理想认 然这不是我们需要的东西。 虽然负反馈是以降低放大倍数为代价,但本质目的是为了改善放大电路的工作性能,如稳定放大倍数、减少非线性失真、扩展通频带等,并且降低之后的放大倍数足 入负反馈。 值得注意的是:"虚断"在任何情况下都适用,而"虚短"的前提是运放工作在线性区。 运放特性曲线 2.同相放大和反相放大怎么区分 看输入信号Vin从运放的哪一端进去的,如果是反相端进去就是反相放大,从同相端进去的就是同相放大,如果两个端口都有信号输入,一般是差分或者加减法运算。 集成运算放大器既可以接成同相放大也可以接成反相放大,那使用同相放大好还是反相放大好呢? 我们先看二者的区别: ①同相放大器 优点:输入高阻抗,对输出阻抗很大的电路较有好处。 缺点:放大电路没有虚地,(除了差模信号外)还有有较大的共模电压,抗干扰能力相对较差,(用同相放大要有较高的共模抑制比)另一个小缺点就是放大倍数只能大于 ②反相放大器 优点:两个输入电位始终近似为零(同相端接地,反相端虚地),只有差模信号,抗干扰能力强; 缺点:输入阻抗很小,不适用于前级电路输出阻抗很大的场合。 3.如何快速判断运放的反馈类型 ①判断是串联反馈还是并联反馈: 串联是指反馈信号接在非输入端; 并联是指反馈信号接在信号的输入端。 ②判断是电压反馈还是电流反馈: 电压是指反馈信号取自直接输出端; 电流是指反馈信号间接的取自输出端。 4.单电源运放与双电源运放的区别 最开始运放都是双电源供电,一个正电源一个负电源且绝对值相同。后来为了应对便携式设备低功耗的需求,不少厂家就推出了单电源供电的运放来适应这种减少电 供电功能仍然保留;近年来,又出现了纯粹的单电源供电(不能使用双电源)的运算放大器。 优缺点比较:双电源的总动态范围、输出电压/电流、精度、负载抗干扰性优于单电源运放 单电源的输入输出电压范围相比供电电源电压来说更大。 应用区别 a)供电电压的区别; b)单电源供电的同向输入放大器要求输入电压不能为负; c)单电源供电的反向输入放大器要求输入电压不能为正; d)单电源供电的运放要放大交流信号必须提供合适的偏置电压。 |