运算放大器(运放)运算方面的整理
部分参考部分参考1.反向比例电路特点:反相端为虚地,所以共模输入可视为 0,对运放共模抑制比要求低输出电阻小,带负载能力强要求放大倍数较大时,反馈电阻阻值高,稳定性差。如果要求放大倍数 100,R1=100K,Rf=10M2.T型反馈网络对于放大电路来说,温度漂移所引起的误差是其静态误差的主要来源。减少温度漂移误差的主要方法,除了选择失调漂移较小的运放以外,选用稳定性高的电阻也非常重要。但是阻值在
1.反向比例电路
特点:
反相端为虚地,所以共模输入可视为 0,对运放共模抑制比要求低
输出电阻小,带负载能力强
要求放大倍数较大时,反馈电阻阻值高,稳定性差。
如果要求放大倍数 100,R1=100K,Rf=10M
2.T型反馈网络
对于放大电路来说,温度漂移所引起的误差是其静态误差的主要来源。减少温度漂移误差的主要方法,除了选择失调漂移较小的运放以外,选用稳定性高的电阻也非常重要。但是阻值在 1MΩ 以上的电阻,稳定性都较差。出于减少温度漂移引起的静态误差的考虑,希望放大电路中选用阻值较小的电阻来实现较高的增益。
3.同相比例电路
优点:
输入阻抗和运放的输入阻抗相等,接近无穷大
同相、反相放大器对比:
同相 | 反相 |
---|---|
输入阻抗和运放的输入阻抗相等,接近无穷大,输入电阻取值大小不影响输入阻抗 | 输入阻抗等于信号到输入端的串联电阻的阻值 |
输入信号范围受运放的共模输入电压范围的限制 | 不存在共模输入电压范围的限制。如果要求输入阻抗不高,对相位无要求,首选反相放大,因为反相放大只存在差模信号,抗干扰能力强,可以得到更大的输入信号范围 |
4.电压跟随器
VO的驱动能力比输入能力强,我用的芯片达到30ma,输入2ma;
R25的作用是消反射的,运放的5、6角理论上是电压相同的,且输入阻抗是无穷大!那么输入信号的电流主要是通过R28流入地,也就是输入点的电压在WK-in点形成,理论上不会有电流流入R25,如果没有R25那么信号就会100%反射到WK-in上,如果信号源的内阻非常的大,也就是带载的能力很差,反射的信号就会在R28的输入点附近形成很强的发射震荡也就是“回音”这样的噪声经过放大就会使输出信号质量很差,R25和C12的接入可以把在5pin的反射信号有效地吸收,高频的反射信号通过C12泄放到地(AGND)R25把反射的信号阻隔在5pin的输入端。
那么R25为什么是20K呢?这个可能是经验值,R25大了就会影响到5pin的信号强度毕竟运放不是理想的在说也同样会反射大量的信号,小了就像导线一样不能阻挡反射信号。通常会取到R28的2-3倍这个样子。R28、R25、R27的选取和运放的工作阻抗有关。D2、D3静电钳位,100ohm电阻不是阻抗匹配!通常的电路都有内阻,一般的数字电路的普遍内阻在100ohm左右,也就是VCC 5V的情况下,最大输出电流时50mA的样子,所以电路中常用100ohm的电阻来消反射。这样的电路中的输出功率最大也就是阻抗匹配!电流也最大。
电压跟随器的相关问题
什么样的电路中用到电压跟随器呢?滤波电路与放大电路之间需要吗?
电压跟随器的输入阻抗很大,输出阻抗很小,在电路中其阻抗变换的作用。简单理解就是增强信号的驱动能力。
滤波电路如果是有源滤波器,输出阻抗很小(运放输出阻抗小),与放大电路之间不需要加跟随器。
如果是无源滤波器,输出阻抗较大,如果后面放大器是同相放大器,其输入阻抗很大,也无需跟随器。
如果是无源滤波器,输出阻抗较大,如果后面放大器是反向放大器,其输入阻抗较小,需要加跟随器,否则,会影响放大器的精度。
5.差分放大电路
上图为典型的差分放大电路,也属于减法电路。
其输出公式为:UO=(R2+R4)×R3×U1/[(R1+R4)×R2]-R4×U2/R2。
实际应用的时候,一般取R1=R2,R3=R4,则输出电压为:UO=(U1-U2) ×R4/R1。
参考
电路一:
用运放做电流采样,再用单片机 AD 采集处理。
注:
1、Rp10、Rp11、Cp8、Cp9,是对输入做的 RC 滤波,后面的 Rp15 和 Cp11 是对输出做的 RC 滤波。
2、Rp16 是为了防止运放输出不够低的现象,电阻的阻值不宜过大过小,根据运放的阻抗选择。
3、Dp6 是为了防止输出端电压过高,烧坏 CPU 的 IO 口。
4、Rp12=Rp13,Rp14=R10。Vout=Rp14/Rp12*(Vin±Vin-)。
注:
差分放大电路不再说了,这个电路是为了避免运放到了输出低端非线性的问题。
Vout=Rc9/Rc8*(Vin±Vin-)+基准电压值。具体的计算过于复杂,不再说明。
6.反向求和电路
7.同向求和电路
8.单运放和差电路
9.双运放和差电路
10.积分电路
积分电路的用途:
将方波变为三角波(Vi:方波,频率 500Hz,幅度 1V)
将三角波变为正弦波(Vi:三角波,频率 500Hz,幅度 1V)
积分电路的其它用途:
去除高频干扰
将方波变为三角波
移相
在模数转换中将电压量变为时间量
11.微分电路
把三角波变为方波
12.对数电路
这个有改进电路:比如
13.指数电路(基本)
14.乘法电路(买乘法器集成芯片就好)
15.除法电路
16.开方运算电路
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