运算放大器基本上是多级放大器,其中许多放大器级以非常复杂的方式互相互连。它的内部电路包括许多晶体管,FET和电阻器。所有这些都占用了很小的空间。
所以,它被包装在一个小包装中,可用集成电路(IC)形式。术语op amp.用于表示可以配置为执行扩增,减法,分化,积分等的各种操作的放大器。示例是非常流行的IC 741.。
符号及其实际外观我知道了表格如下所示。符号显示为箭头,表示信号从输出流到输入。
运算放大器的输入和输出端子
OP-AMP有两个输入端子和一个输出端子。OP-AMP还具有上述两个电压供应端子。两个输入端子形成差分输入。我们称之为终端,标有负( - )符号作为反相终端,终端标有正(+)标志作为非反相终端运算放大器。如果我们在反相终端( - )上应用输入信号,而不是放大的输出信号是180O.超出施加的输入信号。如果我们将输入信号应用于非反相终端(+),则所获得的输出信号将处于相位,即,它将没有关于输入信号的相移。
用于运算放大器的电源
从上面的电路符号看,它具有两个输入电源端子+ vCC.和-v.CC.。对于OP-AMP的操作,双极性直流电源是必不可少的。在双极性供应中,我们连接+ vCC.正面直流电源和-VCC.终端到负直流电源。然而,少数OP-AMP也可以在单个极性供应下运行。请注意,OP-AMPS中没有公共接地端子,因此必须在外部建立地面。
OP-AMP的工作原理
打开运算放大器的循环操作
如上所述,OP-AMP具有差分输入和单端输出。因此,如果我们在反转终端处的反转播放两个信号,则在非反相终端应用理想的op-amp将放大两个施加输入信号之间的差异。我们将两个输入信号之间的这种差异称为差分输入电压。下面的等式给出了运算放大器的输出。在哪里,五出去是OP-AMP的输出端子处的电压。一种ol.是给定OP-AMP的开环增益,并且是恒定的(理想情况下)。为了IC 741.一种ol.是2 x 105.。
V.1是非反相终端处的电压。
V.2是反相终端处的电压。
(V.1- V.2)是差分输入电压。
从上面的等式清楚,如果差分输入电压为非零(V),则输出将是非零(V1和V.2不等于),如果两个v,则为零1和V.2是平等的。请注意,这是一个理想的条件,实际上在OP-AMP中存在小的不平衡。OP-AMP的开环增益非常高。因此,开环运算放大器将小施加的差分输入电压放大到巨大的值。
此外,如果我们应用小型差分输入电压,则运算放大器将其放大到相当大的值,但输出的此显着的值不能超出OP-AMP的电源电压。因此,它并没有违反能源保护规律。
闭环操作
OP-AMP的上述操作是用于开环I.。没有反馈。我们在闭环配置中引入反馈。该反馈路径将输出信号馈送到输入。因此,在输入处,同时存在两个信号。其中一个是原始应用信号,另一个是反馈信号。下面的等式显示了闭环运算放大器的输出。其中五出去是OP-AMP的输出端子处的电压。一种CL.是闭环增益。连接到OP-AMP的反馈电路确定闭环增益aCL.。V.D.=(V.1- V.2)是差分输入电压。我们说反馈路径将信号从输出端子馈送到非反相(+)终端。正反馈用于振荡器。如果反馈路径从输出端子回到反相( - )终端,则反馈是负的反馈是否定的。我们使用负面反馈与用作放大器的OP-AMPS。每种类型的反馈,负面或积极的优点和缺点。
正反馈⇒振荡器
负反馈⇒放大器
上面的解释是最基本的运算放大器的工作原理。
理想的Op-AMP特性
一个理想的op-amp应该具有以下特征:
- 无限电压增益(使获得最大输出)
- 无限的输入电阻(由于这几乎任何源都可以驱动它)
- 零输出抵抗性(因此由于负载变化导致输出没有变化当前的)
- 无限带宽
- 零噪声
- 零电源抑制比(PSSR = 0)
- 无限的共模抑制比(CMMR =∞)
实用的运算放大器
实际上没有上述参数均未实现。实际或实际的OP-AMP具有一些不可避免的缺陷,因此其特性与理想的特点不同。真正的OP-AMP将具有非零和非无限参数。
运算放大器的应用
集成的OP-AMPS提供IC的所有优点,如高可靠性,体积小,便宜,功耗较少。它们适用于各种应用,例如反相放大器和非反相放大器,Unity增益缓冲区,求和放大器那不同的因素那积分商,加法器,仪表放大器,Wien Bridge振荡器,过滤器等