雖然本博客主要是講解單片機的不過對于初學電子的人員而言。一定的硬件知識是必須的。而且書本上的教學方式太正確,太具體一本厚厚的模擬電路。嚇都嚇死人了。讓人摸不到重點。太具體 讓我們不知道到底在講什么。現在我以應用的角度去分析,讓大家拿到一個運放電路就知道他是做什么的。
旁敲側擊:
首先我們不看運放先看看別的電路 下面是一個典型的電阻分壓電路 如果VCC是5V那么A點的電壓是怎么確定的。
先算出電流 I= Vcc/R1+R2 然后算出A點的電壓 Va=IxR2. 如R1和R2阻值都是確定 對于這電路中因為R1,R2電流都一樣,這樣只要知道任意兩處的電壓剩下一處的電壓我們就可以計算出來。比如 上面我們知道 VCC電壓為5V GND為0V A點電壓就可以計算出來。同理如果知道A點電壓 GND為0V VCC的電壓同樣可以計算出來。如果這個可以理解就可以往下面繼續學習了。
立主腦:
學電子的東西一定要先抓住根本,先不要去管加法 積分 什么電路,只要抓住跟本原則 虛短 虛斷,去分析電路就行。
虛斷是運放兩輸入端 沒有電流的。(雖然事實上有但極小分析電路的時候就當成沒有)
虛短是運放兩輸入端 就好像短路一樣。電壓是一樣的。
電路實例分析:
同相比例運算電路的分析
電壓分析信號由Ui輸入 比如是1V 也就是說正(+)輸入端電壓為1V 那根據虛短 那 負(-)輸入端電壓也是1V
根據虛斷 正負輸入端是沒有電流。所以 電流是從 Uo 流過 RF 流到R 到地。這樣就和我們上面講的分壓電路計算方法一樣了。
我就可以將運放電路看成右圖一樣了。我們知道了 RF和 R的阻值 和 正輸入端電壓 和 GND 0V 電壓,就可以計算出Uo的電壓了。
計算步驟 1,先算電流 I= Ui/R
2,算出電壓 I= (Uo-Ui)/R => Uo=IR+Ui
反相比例運算電路的分析
同樣根據虛短 正(+)輸入端電壓接地所以是0V ,所以那 負(-)輸入端電壓也是0V
根據虛斷 , 正負輸入端是沒有電流。就當成 正負輸入端沒有和任何電路連接 這樣我們就可以把電路看成如上圖
計算步驟 1,先算電流 I= Ui/R1
2,再算電壓 I= (0-Uo)/R1 => -Uo=IR1
從上面得知輸出電壓和輸入電壓是相反的。當然這只是公式的理解方式。
我們也可以換個角度來理解為什么Uo是相反的。
1,判斷電流方向,串聯電路電流相同。比如Ui 是5V 由于R1的另一端是負極。所以電流方向就是箭頭標的方向。
2,下面的Ui 是 5V 中間的是0V 電流總是從高電壓流向低電壓,所以Uo肯定必須比 0v的電壓還低。
從上面的講解中總結出
1,先用虛短確定負輸入端的電壓
2,然后用虛斷簡化掉電路進行分析
3,先算出電流
4,算出輸出電壓
積分和微分運算電路:
像我們這樣對高數恐懼的人們,一看到積分和微分這兩個名稱就夠嚇人的。不過要理解什么是積分和微分運算電路,就要先理解當存的積分電路和微分電路是怎么回事
積分電路:簡單的說就是電容充放電電路
輸入端VIN 輸入 5V~0V的方波,輸出端Vout輸出三角波。這是怎么一個過程呢其初電容沒有電,輸入5V的高電平 然后電容上的電壓就慢慢一點一點往上升,然后輸入0V的低電平 電容就開始放電 電容上的電壓就慢慢的往下降這就是形成了三角波。
微分電路:就是電容通交阻直的一個結果
比如 輸入端一直穩定在5V 或者 0V 的時候Uo是沒有任何電壓輸出的。
如果突然5V變到0V這個瞬間為交流電。電流從電容通過。然后電就慢慢放掉了。
如果突然從0V變到5V這個瞬間為交流電。電流從電容通過只是為負電壓。然后電就慢慢放掉了。
理解了基本的積分和微分電路
我們就以積分運算電路為例子進行講解。
根據虛短虛斷我們可以把電路看成如右圖一樣,電路中間被固定成0V 那么如果輸入正電壓 也將和反比例運算電路一樣輸出為負電壓。
也就是說輸出與一般的積分電路電壓完全相反的三角波。
非線性區間工作:
上面講解的只適用于運放處于線性工作區間,就是引入負反饋時候的電路分析
如果運放處于非線性區間最典型的應用就是比較器
大家只要在運用的時候記住 正輸入端高于負輸入端電壓的時候輸出高電平
正輸入端低于負輸入端電壓的時候輸出低電平。
原文鏈接:
https://blog.csdn.net/superanters/article/details/9787745
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原文標題:硬件——簡易講解運放。
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