基本的比例运算放大器电路是一种非线性放大电路对吗?

核心提示从内部图可以看出运算放大器和比较器的差别在于输出电路。运算放大器采用双晶体管推挽输出,而比较器只用一只晶体管,集电极连到输出端,发射极接地。比较器需要外接一个从正电源端到输出端的上拉电阻,该上拉电阻相当于晶体管的集电极电阻。运算放大器可用于

从内部图可以看出运算放大器和比较器的差别在于输出电路。运算放大器采用双晶体管推挽输出,而比较器只用一只晶体管,集电极连到输出端,发射极接地。

比较器需要外接一个从正电源端到输出端的上拉电阻,该上拉电阻相当于晶体管的集电极电阻。

运算放大器可用于线性放大电路(负反馈),也可用于非线性信号电压比较(开环或正反馈)。

电压比较器只能用于信号电压比较,不能用于线性放大电路(比较器没有频率补偿) 。

两者都可以用于做信号电压比较,但比较器被设计为高速开关,它有比运算放大器更快的转换速率和更短的延时。

运算放大器

做为线性放大电路,我这里就不多说了(以后有需要单独讨论放大器),这个在主板电路图很常见,一般用于稳压电路,使用负反馈电路它与晶体管配合相当于一个三端稳压器,但使用起来更灵活。如下图:

在许多情况下,需要知道两个信号中哪个比较大,或一个信号何时超出预设的电压(用作电压比较)。用运算放大器便可很容易搭建一个简单电路实现该功能。当 V+电压大于 V- 电压时,输出高电平。当 V+电压小于 V- 电压时 ,输出低电平。如下图:

分析一下电路,25v 经电阻分压得到 1V 输入到 V- 端,当总线电压正常产生 12v 时,输入到 V+,此时 V+电压比 V- 电压高,输出一个高电平到 CPU 电源管理芯片的 EN 开启脚。如果总线电压没输出或不正常少于 1v,此时 V+电压比 V- 电压低,输出低电平。

电压比较器

当比较器的同相端电压(V+)低于反相端电压(V-)时,输出晶体管导通,输出接地低电平;当同相端电压高于反相端时,输出晶体管截止,通过上拉电阻的电源输出高电平。如下图:

分析一下该电路,上面的比较器 U8A 当有 VCC 输出时经过分压电阻分压后,输入到同相端(V+),其电压大于 5VSB 经分压后输入到反相端(V-)的电压,内部晶体管截止,输出经上拉电阻的电源 12v(同时下面的比较器 U8B 同相端电压也大于反相端,内部晶体管也是截止),N 沟道场管 Q37 导通,输出 VCC5V。同时 P 沟道场管 Q293 截止。反之,当反相端电压大于同相端电压时,内部晶体管导通,上拉电源 12V 被拉低为低电平,N 沟道场管 Q37 截止,同时 P 沟道场管 Q293 导通,输出 5VSB。这个就是 5VDUAL 产生电路。

在实际应用中比较器都需要上拉电源,而运算放大器一般不需要。

 运放和电压比较器的本质区别

(1)放大器与比较器的主要区别是闭环特性!

放大器大都工作在闭环状态,所以要求闭环后不能自激 而比较器大都工作在开环状态更追求速度 对于频率比较低的情况放大器完全可以代替比较器(要主意输出电平),反过来比较器大部分情况不能当作放大器使用

因为比较器为了提高速度进行优化,这种优化却减小了闭环稳定的范围 而运放专为闭环稳定范围进行优化,故降低了速度 所以相同价位档次的比较器和放大器最好是各司其责 如同放大器可以用作比较器一样,也不能排除比较器也可以用作放大器 但是你为了让它闭环稳定所付出的代价可能超过加一个放大器!

换言之,看一个运放是当作比较器还是放大器就是看电路的负反馈深度 所以,浅闭环的比较器有可能工作在放大器状态并不自激 但是一定要作大量的试验,以保证在产品的所有工作状态下都稳定!这时候你就要成本 / 风险仔细核算一下了。

对于同相比例放大电路,Rf=100KΩ,R1=10KΩ,则输入电阻R2为()

1V的峰-峰值使运放处于大信号放大状态,输入级会出现开关失真。按图中参数,电压增益为5,输出为5V峰-峰值,可以降低输入,增大比例系数,使输出同样为5V,试试看。另外电源电压低了点,至少得留有正负1-2V的饱和压降。

反相比例放大器和同相比例放大器的输入电阻和输出电阻各有什么特点

为了使输入端的电阻平衡(题目没有提,欠缺严谨,都不知道R2指什么);

因此,猜测有

反相输入端电阻 = R1//Rf,那么同相端输入电阻 R2=R1//Rf = 909(kΩ)

反相比例放大器的输入阻抗为输入比例电阻值,正常情况都都被视为几K~几十K,比较低;同相比例放大器的输入阻抗,为运放本身的输入阻抗,跟运放有关,一般大于几M甚至几百M。

反相比例放大器和同相比例放大器输出电阻的基本情况相同。多数都考虑为理想情况,而对于理想运放,两者的输出阻抗理论上都为0。

理想运放条件:

第一,假设流入运放输入端的电流为零。这个假设对于FET运放几乎是完全正确的,因为对于FET运放的输入电流在1PA以下。但对于双极高速运放,这个假设不总是正确的,因为双极运放的输入电流有时可以到数十微安。

第二,假设运放的增益为无穷大,因此,运放可以使输出电压摆动到任意的数值,以满足输入条件。这个假设的意思是说,运放的输出电压可以达到任意值,实际上,当输出电压接近电源电压时,运放便进入饱和。然而,现实世界并没有否定这个假设,只是设了一个限度。

第三,无穷大增益的假设还意味着输入信号必须为零。运放的增益会把输出电压一直驱动到使两个输入端之间的电压(误差电压)为零。两个输入端之间的电压为零。两个输入端之间电压为零的意思是如果一个输入端连接到一个像地这样的硬电压源上,那么另一个输入端也将处于同一电位上。

另外,由于流入输入端的电流为零,所以运放的输入阻抗是无穷大。

第四,理想运放的输出阻阬为零。理想运放可以驱动任何负载,而自己不会因输出阻抗而产生任何电压降。在小电流下,大多数运放的输出阻抗在零点几欧姆的范围,所以,这个假设在大多数情况下是成立的。

扩展资料

同相比例放大器和反相比例放大器的特点:

1、同相放大器的优点就是输入阻抗接近无穷大,常常作为电压跟随器使用,进行隔离。反相放大器的最大的优点是输入端的正反相电位差接近为0,只存在差模信号,抗干扰能力强。

2、同相放大器的最大缺点是输入没有“虚地”,存在较大的共模电压,抗干扰的能力较差,使用时,要求运放有较高的共模抑制比。反相放大器的最大缺点是输入的阻抗很小,等于信号输入端的串联电阻阻值。

3、同相运算放大电路,引入的电压串联负反馈。反相运算放大电路,引入的电压并联负反馈。

4、正相和反相的输出电阻都基本为0。因为引入了深度电压负反馈。

5、共同遵循“虚断”,“虚地”分析规则,也是电路的分析的手段。

-反相放大器

-同相比例运算电路

-理想运放

 
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