运算放大器电路是模拟电路的精髓,其核心器件是运算放大器,运算放大器可以实现很多实用的电路,在模拟电路中起着非常重要的作用,简单举几个例子介绍一下。
运算放大器的输入有同相端和反向端,将输入信号加在不同的输入端可以构成比例放大电路:同相比例放大电路和反向比例放大电路。以同相比例放大电路为例,电路仿真如下图所示:
输入信号为DC2V,加在同相端,反馈电阻是1k的,根据虚断和虚短可以计算得到上图的输出Vo=(1+R1/R2)Vi=2Vi=4V,通过仿真也可以看出输出是输入的两倍,即实现同相比例放大电路。如果将R1和R2去掉,反向端直接连接到输出端,即可实现电压跟随器,即输出等于输入,即放大倍数为1的比例电路。
运放可以实现运算电路,比例电路可以看作乘法电路,运放也可以构成加法/减法电路,这个在差分运放电路中非常常见,如下图所示:
同相端的输入为5V,反向端的输入为2V,输出为输入之差,实现减法运算,经常用在信号采样电路中。
在设计电路时,根据需求,可以根据需要将信号的初始状态不设置在零点,而设置在一定的电压输出即实现信号幅值的总体提升,实现偏置,如下图所示。
上图中,5V电压经过等比例分压后输入至正向端,运放构成电压跟随器,输出的初始值即位2.5V,在设计中可以将输入信号在反向端输入,实现输入信号幅值的抬升。
运算放大器可以实现很多有用的电路,可以根据产品的需求去设计,在这里简单的介绍了几种典型电路,供大家参考。
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