運(yùn)算放大器是電路設(shè)計(jì)中十分常用的工具,利用運(yùn)算放大器的特性(輸入阻抗高,一般可以達(dá)到兆級(jí),輸出阻抗接近于0)可以實(shí)現(xiàn)很多具有獨(dú)特功能的電路。而且特別值得注意的是,運(yùn)放的虛短與虛斷特性只有在運(yùn)放處于深度負(fù)反饋的情況下才成立(也就是運(yùn)放工作在其線性工作區(qū)時(shí)。)

如上圖所示,這是一個(gè)放大電路,當(dāng)該運(yùn)放LM358工作在線性放大區(qū)時(shí),運(yùn)放具有虛短和虛斷的特點(diǎn),也就是5點(diǎn)的電壓與6點(diǎn)的電壓相等,而且經(jīng)過(guò)5點(diǎn)和6點(diǎn)的電流為零。由此兩點(diǎn),可以推算得出

也就是說(shuō),只需要對(duì)電阻R3、R4的阻值進(jìn)行調(diào)整,我們就能得到各種不同的放大倍
數(shù)。

如上圖是一個(gè)電流放大電路,此電路的功能時(shí)將流過(guò)電阻R4的電流轉(zhuǎn)化成電壓值進(jìn)行放大。
此電路的分析:運(yùn)算放大器A的正相輸入由VCC在R1和R2上的分壓提供,由于運(yùn)放A的虛短,所以運(yùn)放A的兩個(gè)輸入端3和2具有相同的電壓。由于運(yùn)放B的虛斷,沒(méi)有電流從B的輸入端5進(jìn)入,所以流過(guò)電阻R4的電流與流過(guò)電阻R3的電流相等。流過(guò)R3的電流可以有2端(也就是3端)的電壓除以R3的阻值得到。運(yùn)放B是一個(gè)電壓跟隨器,此處的作用是利用了運(yùn)放(電壓跟隨其)的高輸入阻抗把電阻R3上的電壓鉗住。后半段的電路時(shí)上面介紹的放大電路,可以通過(guò)把R5、R6、R7、R8的阻值調(diào)整到合適的數(shù)值,使得運(yùn)放CB的輸出為該放大電路輸入兩端差值(Vb-Vd)的放大,放大倍數(shù)為(R8/R7)。注意此處運(yùn)放CB的輸入是Vb與Vd,由于電壓跟隨器C的作用,Vd=Va,所以運(yùn)放CB的輸入其實(shí)是(Vb-Va),也相等于電阻R4上的電壓。故而,此電路最后的輸出(R9兩端的電壓)就是R4上的電壓的(R8/R7)倍的放大。由此可以計(jì)算出R4上的電壓,也可以得到R4上的電流,實(shí)現(xiàn)將R4上的小電流信號(hào)放大的功能。
本電路僅僅說(shuō)明了運(yùn)放電路在實(shí)際電路中是如何工作的,但是真正需要對(duì)小電流進(jìn)行采集、測(cè)量的時(shí)候,還需要很多抗干擾電路。
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運(yùn)算放大器的工作原理和基本電路 使用運(yùn)算放大器的電路設(shè)計(jì)

運(yùn)算放大器電路設(shè)計(jì)
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