美國PARKER放大器，簡稱“運(yùn)放"，是電力電子中最重要的器件之一，主要作用為：信號(hào)放大、信號(hào)運(yùn)算、信號(hào)處理、波形的產(chǎn)生和變換。 一、運(yùn)算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 集成運(yùn)算放大器內(nèi)部一般由四個(gè)單元組成，各單元作用如下 輸入級(jí)：一般采用差分放大電路，用來抑制零點(diǎn)漂移。 中間級(jí)：由一級(jí)或多級(jí)放大電路組成，主要是提供足夠高的電壓放大倍數(shù)。 輸出級(jí)：電壓增益為1，主要為輸出提供帶載能力。 偏置電路：為各級(jí)電路提供靜態(tài)工作點(diǎn)。 二、運(yùn)算放大器的電路符號(hào)和基本特性 運(yùn)算放大器電路符號(hào) 運(yùn)算放大器的基本特性： ①理想運(yùn)放開環(huán)放大倍數(shù)為無窮大。 三、運(yùn)算放大器的幾個(gè)參數(shù)概念 ②運(yùn)放輸出電壓不可能超過運(yùn)放供電電壓（一般十幾伏）。 ③理想運(yùn)放輸入阻抗無窮大。 ④理想運(yùn)放輸出阻抗為零。 四、運(yùn)算放大器的分類 虛斷的概念：一方面，由于運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)很大，一般通用型運(yùn)算放大器的開環(huán)電壓放大倍數(shù)都在數(shù)萬倍。而運(yùn)放的輸出電壓是有限的，一般不超過15V。因此 近相等，相當(dāng)于 “短路"。另一方面，由于運(yùn)放的輸入阻抗非常大（MΩ級(jí)），所以流入運(yùn)放的電流幾乎為零，相當(dāng)于 “斷路"。 虛短與虛斷主要在涉及運(yùn)放計(jì)算的時(shí)候作為已知條件使用。 1.運(yùn)放為什么必須引入負(fù)反饋 引入負(fù)反饋，主要是使放大電路工作在線性區(qū)，使輸出電壓不超過最大輸出電壓，如果不引入負(fù)反饋，由于運(yùn)行的線性區(qū)范圍很小，其電壓放大倍數(shù)又太大，理想認(rèn) 然這不是我們需要的東西。 雖然負(fù)反饋是以降低放大倍數(shù)為代價(jià)，但本質(zhì)目的是為了改善放大電路的工作性能，如穩(wěn)定放大倍數(shù)、減少非線性失真、擴(kuò)展通頻帶等，并且降低之后的放大倍數(shù)足 入負(fù)反饋。 值得注意的是："虛斷"在任何情況下都適用，而"虛短"的前提是運(yùn)放工作在線性區(qū)。 運(yùn)放特性曲線 2.同相放大和反相放大怎么區(qū)分 看輸入信號(hào)Vin從運(yùn)放的哪一端進(jìn)去的，如果是反相端進(jìn)去就是反相放大，從同相端進(jìn)去的就是同相放大，如果兩個(gè)端口都有信號(hào)輸入，一般是差分或者加減法運(yùn)算。 集成運(yùn)算放大器既可以接成同相放大也可以接成反相放大，那使用同相放大好還是反相放大好呢？ 我們先看二者的區(qū)別： ①同相放大器 優(yōu)點(diǎn)：輸入高阻抗，對(duì)輸出阻抗很大的電路較有好處。 缺點(diǎn)：放大電路沒有虛地，(除了差模信號(hào)外)還有有較大的共模電壓，抗干擾能力相對(duì)較差，(用同相放大要有較高的共模抑制比)另一個(gè)小缺點(diǎn)就是放大倍數(shù)只能大于 ②反相放大器 優(yōu)點(diǎn):兩個(gè)輸入電位始終近似為零(同相端接地，反相端虛地)，只有差模信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)； 缺點(diǎn)：輸入阻抗很小，不適用于前級(jí)電路輸出阻抗很大的場合。 3.如何快速判斷運(yùn)放的反饋類型 ①判斷是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋： 串聯(lián)是指反饋信號(hào)接在非輸入端； 并聯(lián)是指反饋信號(hào)接在信號(hào)的輸入端。 ②判斷是電壓反饋還是電流反饋： 電壓是指反饋信號(hào)取自直接輸出端； 電流是指反饋信號(hào)間接的取自輸出端。 4.單電源運(yùn)放與雙電源運(yùn)放的區(qū)別 最開始運(yùn)放都是雙電源供電，一個(gè)正電源一個(gè)負(fù)電源且絕對(duì)值相同。后來為了應(yīng)對(duì)便攜式設(shè)備低功耗的需求，不少廠家就推出了單電源供電的運(yùn)放來適應(yīng)這種減少電 供電功能仍然保留；近年來，又出現(xiàn)了純粹的單電源供電（不能使用雙電源）的運(yùn)算放大器。 優(yōu)缺點(diǎn)比較：雙電源的總動(dòng)態(tài)范圍、輸出電壓/電流、精度、負(fù)載抗干擾性優(yōu)于單電源運(yùn)放 單電源的輸入輸出電壓范圍相比供電電源電壓來說更大。 應(yīng)用區(qū)別 a）供電電壓的區(qū)別； b）單電源供電的同向輸入放大器要求輸入電壓不能為負(fù)； c）單電源供電的反向輸入放大器要求輸入電壓不能為正； d）單電源供電的運(yùn)放要放大交流信號(hào)必須提供合適的偏置電壓。 |
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