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运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。为此本人特搜罗天下运放电路之应用,来个“庖丁解牛”,希望各位从事电路板维修的同行,看完后有所收获。 ============================================================================================================== 图一运放的同向端接地=0V,
反向端和同向端虚短,所以也是0V,
反向输入端输入电阻很高,虚断,几乎没有电流注入和流出,
那么R1和R2相当于是串联的,流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的,即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。
流过R1的电流I1 = (Vi - V-)/R1 ……a 流过R2的电流I2 = (V- - Vout)/R2 ……b V- = V+ = 0 ……c I1 = I2 ……d 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。 =============================================================================================================
图二中Vi与V-虚短,则
Vi = V- ……a 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,由欧姆定律得:
I = Vout/(R1+R2) ……b
Vi等于R2上的分压,即: Vi = I*R2 ……c
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。
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图三中,由虚短知:
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 (V1 – V-)/R1 + (V2 – V-)/R2 = ( V-–Vout )/R3 ……b
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=V1+V2
这就是传说中的加法器了
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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 = (V+ - 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)/2 V- = Vout/2 故 Vout = V1 + V2
也是一个加法器。
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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 ……a (V1 – V-)/R4 = (V- - Vout)/R3 ……b 如果R1=R2, 则 V+ = V2/2 ……c 如果R3=R4, 则 V- = (Vout + V1)/2 ……d 由虚短知 V+ = V- ……e 所以 Vout=V2-V1 这就是传说中的减法器了。 =========================================================================================================
![]() 图六电路中,
由虚短知,反向输入端的电压与同向端相等,由虚短知,通过R1的电流与通过C1的电流相等。
通过R1的电流 i=V1/R1 通过C1的电流 i=C*dUc/dt=-C*dVout/dt 所以 Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt 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 = -U*t/(R1*C1)
t 是时间,则Vout输出电压是一条从0至负电源电压按时间变化的直线。
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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。则:
Vout = -i * R2 = -(R2*C1)dV1/dt 这是一个微分电路。
如果V1是一个突然加入的直流电压,则输出Vout对应一个方向与V1相反的脉冲。 |
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