银河体育app 运算放大器-有源滤波器电路的实际应用

日期:2021-03-15 05:09:49 浏览量: 82

运算放大器(称为“运算放大器”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,某个功能模块通常与反馈网络结合在一起。它是具有特殊耦合电路和反馈的放大器。输出信号可以是数学运算的结果,例如输入信号的加法,减法,微分和积分。由于它在早期用于模拟计算机中以实现数学运算,因此被称为“运算放大器”。运算放大器是从功能角度命名的电路单元,可以通过分立器件或在半导体芯片中实现。随着半导体技术的发展,大多数运算放大器都以单个芯片的形式存在。运算放大器的类型很多,在电子工业中得到了广泛的应用。

运算放大器的原理

如图所示,运算放大器具有两个输入端子a(反相输入端子),b(非反相输入端子)和输出端子o。也分别称为反相输入端子,非反相输入端子和输出端子。当在端子a和公共端子之间施加电压U-时(公共端子是电压为零的点,等效于电路中的参考节点),并且其实际方向高于公共端子从端子a到端子a,输出电压U的实际方向是从公共端到o端,即两者的方向完全相反。当在b端子和公共端子之间施加输入电压U +时,U和U +的实际方向相对于公共端子完全相同。为了区别起见,端子a和b分别用“-”和“ +”标记,但不要将它们误认为电压参考方向的正极性和负极性。电压的正极和负极应分别标记或用箭头指示。反相放大器和同相放大器如下:

运算放大器的作用(运算放大器的实际应用)

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通常,运算放大器可以简单地认为是:具有信号输出端口(Out)和两个同相和反相的高阻抗输入端子的高增益直接耦合电压放大器单元。因此,运算放大器可用于制作同相和反相。还有差分放大器。

运算放大器的电源模式分为双电源和单电源。对于双电源运算放大器,其输出可以在零电压的两侧改变,并且当差分输入电压为零时,输出也可以设置为零。运算放大器采用单个电源,输出在电源和地之间的一定范围内变化。

通常要求运算放大器的输入电势要高于负电源的某个值,并且要低于正电源的某个值。经过特殊设计的运算放大器可以使输入电势从负电源变化到正电源,甚至略高于正电源或略低于负电源。这种运算放大器称为“轨到轨输入运算放大器”。

运算放大器的输出信号与两个输入端子之间的信号电压差成正比。在音频段中:输出电压= A0(E1-E 2),其中A0是运算放大器的低频开环增益(例如100dB)钱柜体育 ,是100000倍),E1是输入信号电压在同相端上,E2是反相端上的输入信号电压。

运算放大器-比较器的实际应用

当运算放大器的反馈电阻被去除时,或者当反馈电阻趋于无穷大(即开环状态)时,从理论上讲,运算放大器的开环放大率也是无限的(在实际上,它是非常大的,例如LM324释放环的放大倍数为100dB(是100,000倍)。此时,运算放大器构成一个电压比较器,其输出为高电平(V +)或低电平(V-或地)。当正输入端的电压高于负输入端的电压时亚博vip ,运算放大器将输出低电平。

运算放大器的作用(运算放大器的实际应用)

在图中凤凰体育平台 ,两个运算放大器用于形成电压上限和下限比较器,电阻器R 1、 R1ˊ构成分压器电路,并且为运算放大器A1设置比较电平U1;电阻R 2、 R2ˊ构成一个分压电路,为运算放大器A2设置比较电平U2。输入电压U1同时施加在A1的正输入端子和A2的负输入端子之间。当Ui> U1时,运算放大器A1输出高电平;当Ui> U1时,运算放大器A1输出高电平。当Ui <U2时,运算放大器A2输出高电平。只要运算放大器A 1、 A2具有输出高电平,晶体管BG1就会导通,发光二极管LED就会点亮。

如果选择U1> U2,则当输入电压Ui超出[U2,U1]的范围时运算放大器 应用,LED会亮起,这是电压双极限指示器。

如果选择U2> U1,则当输入电压在[U2,U1]范围内时,LED会点亮,这是一个“窗口”电压指示器。

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该电路与各种传感器结合使用运算放大器 应用亚博电子竞技俱乐部 ,只需稍加改动,即可用于各种物理量的双极限检测,短路,开路报警等。

运算放大器-单稳态触发器的实际应用

运算放大器的作用(运算放大器的实际应用)

此电路可以在某些自动控制系统中使用。电阻器R 1、 R2形成分压器电路,以为运算放大器A1的负输入端子提供偏置电压U1作为比较电压基准。在静态下,电容器C1充满电,并且运算放大器A1的正输入电压U2等于电源电压V +,因此A1输出高电平。当输入电压Ui变为低电平时,二极管D1导通,电容器C1通过D1快速放电,导致U2突然降至地电平。此时,由于U1> U2,因此运算放大器A1输出低电平。当输入电压变高时,二极管D1截止,电源电压R3对电容器C1充电。当C1上的充电电压大于U1时,即U2> U1

A1输出再次变为高电平,从而结束单稳态触发。显然,增加U1或增加R 2、 C1的值将增加单触发延迟时间,反之亦然。

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如果除去二极管D1,则此电路具有上电延迟功能。刚接通电源,U1> U2时,运算放大器A1输出低电平。随着电容器C1继续充电,U2继续上升。当U2> U1时,A1的输出变为高电平。

运算放大器-同相交流放大器的实际应用

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同相交流放大器的特征在于高输入阻抗。其中,R 1、 R2形成一个1 / 2V +分压器电路,并通过R3偏置运算放大器。电路的电压放大系数Av也仅由外部电阻决定:Av = 1 + Rf / R4,电路输入电阻为R3。 R4的电阻范围从几千欧姆到几万欧姆。反向交流放大器也可以实现。

运算放大器-有源滤波器电路的实际应用

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有源滤波器是指由放大器,电阻器和电容器组成的滤波器电路,可用于信息处理,数据传输和干扰抑制。但是,由于运算放大器的频带限制,该滤波器主要用于低频范围。下面选择了两个示例应用程序。

运算放大器无源滤波器电路的实际应用

滤波电路的作用:允许指定范围内的信号通过;并使超出指定范围的信号不通过。滤波电路的分类:

低通滤波器:允许低频信号通过并衰减高频信号;高通滤波器:允许高频信号通过,并衰减低频信号;

带通滤波器:允许特定频带内的信号通过,并衰减该频带外的信号;带阻滤波器:防止某个频带内的信号通过,并允许该频带外的信号衰减;

仅由无源组件(电阻器,电容器,电感器)组成的滤波器电路是无源滤波器电路。它具有较大的缺陷,例如:电路增益小银河体育 ,驱动负载能力差等。为此,我们必须学习有源滤波器电路。