经典运放电路分析

经典运放电路分析,让你快速了解经典运放。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2)同向放大器:iOPIVolt1图2图二中Vi与V-虚短,则Vi=V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,由欧姻定律得:Ⅰ=Vout/(Rl-R2)…bVi等于R2上的分压,即:Vi=I*R2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3)加法器1:R2R3-15OPIR1Vout图图三中,山虚短知: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(V1V-)/R1+(V2-V-)/R2=(V--Vout)/R3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=Vl+V2,这就是传说中的加法器了。4)加法器2R4R315OPISoulRIR2圄图4请看图四。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=(+-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!5)减法器v1R3MoutR1+R215图5图五由虚断知,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(V1-V-)/R4=(V--Vout)/R3…b如果Rl=R2,则v+=V2/2如果R3=R4,则V-=(Vout+V1)/2…d由虚短知V+=V所以Vout=V2-V1这就是传说中的减法器了。6)积分电路:RIOP1Vout六15图6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/Rl1通过C1的电流i=C*dUc/dt=C* devout/dt所以Vout=((-1/(R1*C1))∫Ⅵdt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=-*t/(R*C1)t是时间,则Vout输出电压是·条从0至负电源电压按时间变化的直线7)微分电路:R215V1OP1Vout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。W: Vout =-i x R2=-(R2*C1)dvl, dt这是一个微分电路。如果Ⅵ1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8)差分放大电路Vo1OP-07卫1Volt07图8由虚短知Vx=V1…aVy=V2山虚断知,运放输入端没有电流流过,则R1、R2、R3可视为串联,通过每一个电阻的电流是相同的,电流I=(Vx-Vy)/R2……c则:Vol-Vo2=I*(R1+R2+R3)=(VxVy)(R1+R2+R3)/R2……d由虚断知,流过R6与流过R7的电流相等,若R6=R7,则Vw=Vo2/2……e同理若R4=R5,则Vout-Vu=Wu-Vo1,故V=(Vout+Vo1)/2由虚短知,Wu=Vw由crg得Vout=Vo2-Vo1…h由dh得Vout=(Vy-Vx)(R1+R2+R3)/R2上式中(R1+R2+R3)/R2是定值,此值确定了差值(y-Vx)的放大倍数。这个电路就是传说中的差分放大电路了9)电流检测:I+1R斗4-20)mAR12K10)()10kuxVoLtUyR310kOP-0TRS22k固九分析一个大家接触得较多的电路。很多控制器接受来自各种检测仪表的020mA或420mA电流,电路将此电流转换成电压后再送ADC转换成数字信号,图九就是这样一个典型电路。如图420mA电流流过采样1009电阻R1,在R1上会产生0.42V的电压差。由虚断知,运放输入端没有电流流过,则流过R3和R5的电流相等,流过R2和R4的电流相等。故(V2-Vy) /R3= Vy/R5●。●(V1-Vx)/R2=(Vx-Vout)/R4……b由虚短知:Vx=Vy……c电流从020mA变化,则Ⅵ=V2+(0.42)由cd式代入b式得(V2+(0.42)-wy)/R2=(Vy-Vout)/R4…e如果R3=R2,R4=R5,则由e-a得Vout=-(0.42)R4/R2…f图九中R4/R2=22k/10k=2.2,则f式Vout=-(0.88~4.4)V,即是说,将420mA电流转换成了0.884.4V电压,此电压可以送ADC去处理注:若将图九电流反接既得Vout=+(0.88~4.4)V,10)电压电流转换检测:U1OP1111000.13470s10.lU2I4143U310091%圖十101LOOR I%9UE图10电流可以转换成电压,电压也可以转换成电流。图十就是这样一个电路。上图的负反馈没有通过电阻直接反馈,而是串联了三极管Q1的发射结,大家可不要以为是一个比较器就是了。只要是放大电路,虚短虚断的规律仍然是符合的山虚断知,运放输入端没有电流流过,则(Vi-Ⅵ1)/R2=(V1-V4)/R6同理(V3-V2)/R5=V2/R4由虚短知V1=V2如果R2=R6,R4=R5,则由abc式得V3V4=Vi上式说明R7两端的电压和输入电压ⅵ相等,则通过R7的电流I=Vi/R7,如果负载RL<<100KQ,则通过R1和通过R7的电流基本相同。1)传感器检测aUUsa0.1kOoU54nT/OV02CB100nug日LMCG0 84線電围RR18 UIRxR18貘電阻Rept189U8cU&LMC8084F之244n7/v罔十一線電阻RBU16B入T61s↑日Aein7/60v图11来一个复杂的,呵呵!图十一是一个三线制PT100前置放大电路。PT100传感器引出三根材质、线径、长度完全相同的线,接法如图所示。有2的电压加在山R14、R20、R15、Z1、PT100及其线电阻组成的桥电路上。Z1、Z2、Z3、D11、D12、DB83及各电容在电路中起滤波和保护作用,静态分析时可不予理会,Z1、Z2、Z3可视为短路,D11、D12、D83及各电容可视为开路。由电阻分压知V3=2米R20/(R14+20)=200/1100=2/11由虚短知,U8B第6、7脚电压和第5胭电压相等Ⅵ4-V3………b山虚断知,U8A第2脚没有电流流过,则流过R18和R19上的电流相等。(V2V4)/R19=(V5-V2)/R18