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运放详解及比较器迟滞

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算放大器组成的电路五花八门, 令人眼花瞭乱, 是模拟电路中学习的重点。 在分析它的工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。为此本人特搜罗天下运放电路之应用,来个“庖丁解牛”,希望各位从事电路板维修的同行,看完后有所斩获
沙发
heping517|  楼主 | 2016-4-23 23:33 | 只看该作者
观所有模拟电子技朮的书籍和课程, 在介绍运算放大器电路的时候, 无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi, 那是一个反向放大器, 然后得出 Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象: 记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下, 他们就找不着北了!偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者, 结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!其它专业毕业的更是可想而知了

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peace555| | 2016-4-23 23:34 | 只看该作者
天,芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了

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地板
heping517|  楼主 | 2016-4-23 23:34 | 只看该作者
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80dB以上。而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。因此运放的差模输入电压不足1mV, 两输入端近似等电位, 相当于 “短路”。 开环电压放大倍数越大, 两输入端的电位越接近相等

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peace555| | 2016-4-23 23:34 | 只看该作者
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时, 可把两输入端视为等电位, 这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。

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heping517|  楼主 | 2016-4-23 23:36 | 只看该作者
由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。故 通常可把运放的两输入端视为开路, 且输入电阻越大, 两输入端越接近开路。 “虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性 称为虚假开路,简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。

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heping517|  楼主 | 2016-4-23 23:37 | 只看该作者
分析运放电路工作原理时, 首先请各位暂时忘掉什么同向放大、 反向放大, 什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你,让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器(其实在维修中和大多数设计过程中,把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题

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heping517|  楼主 | 2016-4-23 23:38 | 只看该作者
一运放的同向端接地=0V,反向端和同向端虚短,所以也是0V,反向输入端输入电阻很高,虚断,几乎没有电流注入和流出,那么 R1和R2相当于是串联的,流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的, 即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。 流过R1的电流I1 = (Vi - V-)/R1 ……a 流过 R2的电流 I2 = (V- - Vout)/R2 ……b V- = V+ = 0 ……c I1 =I2……d 求解上面的初中代数方程得 Vout=(-R2/R1)*Vi 这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了

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heping517|  楼主 | 2016-4-23 23:39 | 只看该作者
二中Vi与V-虚短, 则 Vi=V-……a 因为虚断, 反向输入端没有电流输入输出, 通过R1和R2 的电流相等,设此电流为 I,由欧姆定律得: I = Vout/(R1+R2)……b Vi等于 R2上的分压, 即: Vi=I*R2……c 由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2 这就是传说中的同向放大器的公式了

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zb0830| | 2016-4-23 23:40 | 只看该作者
三中, 由虚短知: V-=V+=0……a 由虚断及基尔霍夫定律知, 通过R2与R1的电流之和等于通过R3的电流,故 (V1 –V-)/R1+(V2 –V-)/R2=(Vout –V-)/R3 ……b 代入a式,b式变为V1/R1 + V2/R2 = Vout/R3 如果取R1=R2=R3,则上式变为 Vout=V1+V2,这就是传说中的加法器了

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zb0830| | 2016-4-23 23:42 | 只看该作者
看图四。因为虚断,运放同向端没有电流流过,则流过 R1和R2的电流相等,同理流过
R4和 R3的电流也相等。故 (V1 – V+)/R1 = (V+ - V2)/R2 ……a (Vout – V-)/R3 =
V-/R4……b 由虚短知: V+=V-……c 如果R1=R2,R3=R4,则由以上式子可以推导出 V+
=(V1+V2)/2V-=Vout/2 故 Vout=V1+V2 也是一个加法器,呵呵!

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zb0830| | 2016-4-23 23:43 | 只看该作者
五由虚断知,通过 R1的电流等于通过 R2的电流,同理通过 R4的电流等于 R3的电流,故有 (V2 – V+)/R1= V+/R2 ……a(V1 – V-)/R4= (V-- Vout)/R3 ……b 如果R1=R2, 则V+= V2/2 ……c 如果R3=R4, 则V-= (Vout +V1)/2 ……d 由虚短知 V+ =V- ……e 所以 Vout=V2-V1 这就是传说中的减法器了

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zb0830| | 2016-4-23 23:44 | 只看该作者
图六电路中,由虚短知,反向输入端的电压与同向端相等,由虚断知,通过R1的电流与通
过C1的电流相等。通过 R1的电流 i=V1/R1 通过C1的电流i=C*dUc/dt=-C*dVout/dt 所以
Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt 输出电压与输入电压对时间的积分成正比,这就是传说中的积分电
路了。 若V1为恒定电压U, 则上式变换为Vout=-U*t/(R1*C1)t 是时间, 则Vout输出电压
是一条从0至负电源电压按时间变化的直线。

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zb0830| | 2016-4-23 23:47 | 只看该作者
图七中由虚断知,通过电容 C1和电阻R2的电流是相等的,由虚短知,运放同向端与反向
端电压是相等的。则: Vout =-i*R2=-(R2*C1)dV1/dt 这是一个微分电路。如果 V1是一
个突然加入的直流电压,则输出Vout对应一个方向与V1相反的脉冲。

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cnb12345| | 2016-4-29 15:57 | 只看该作者

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