【硬件基础学习】运算放大器基础知识-快速理解!
2026/9/1 16:34:29 网站建设 项目流程

目录

一、比较器

二、运算放大器

2.1、认识运放

2.2、负反馈回路

2.3、虚短&虚短

2.3.1、虚断

2.3.2、虚短

2.4、实际电路分析


昨天分享了我对开漏输出和推挽输出的理解,今天就比较器继续深入分享一下,比较器和运算放大器的理解。

一、比较器

字面理解,比较用的,比较什么?比较电压,这就是作用。

既然是比较,那肯定要有两个东西进行比较,这就是输入端,其中正负号你可以理解为区分两个两个输入信号的作用。

①Vin1>Vin2→输出高电平 ②Vin1<Vin2→输出低电平

二、运算放大器

2.1、认识运放

运算放大器的样子和比较器是一样的,可以理解近似一样,但不是完全一样,这个区别是其内部电路的设计区别,这里不要求,认识两个电阻(可以看成内部等效电阻)。

一个输入电阻,极大,理想情况下是无穷大;

一个输出电阻,极小,理想情况下是等于0;

Vout = ( Vin1 - Vin2 )×A(A为放大倍数,正确叫法叫开环增益,这个数值也是极大)

理想的接两个输入,内部电路运算一下,然后乘以放大系数,就这样理解。但是一般用的话也不会这样用,而且和运放有关的基础知识学到这还不行,下面接着看。

2.2、负反馈回路

还是字面理解,反馈反馈,肯定是你输出的东西,反过来进行再次确认,并再次输出。在这里我们就是Vout与Vin2相连,再次进行运算并放大。

我们假设初始情况下Vcc=10V,Vin1=1V,Vin2=0V,我们这两个输入给运放按照上图接上。

∵ Vin1>Vin2 ∴ Vout是电压是上升的趋势,一直上啊上,当上到1.000000000001的时候!

∵ Vin1<Vin2 ∴ Vout是电压开始下降的趋势,一直下啊下,当下到0.9999999999的时候!

∵ Vin1>Vin2 ∴ Vout又开始上升,然后周而复始的反馈调节,最终Vout会稳定到1V左右。

而且这个调节过程时极快的,在你电路搭好的一瞬间Vout就经过调节给稳定了,这就是基础的反馈电路,这个电路也叫做电压跟随器电路。

2.3、虚短&虚短

2.3.1、虚断

为什么这个反馈电路可以Vout直接连Vin2,难道就不怕直接给它冲坏吗?

这里就是我们输入电阻的作用,由于它的阻抗是极大的,所以你的电流根本进不到Vin2里面,这是不是像电路断路。虽然电流进不到,但是我这个电压是实打实的Vin2=Vout,因为实际情况是没有断。

这就是虚断的理解!

2.3.2、虚短

再看看虚短,Vout稳定后,Vin1=Vin2,这个没有问题吧。

从运放的外部看,你两个输入电压是一样的,是不是就相当于外面直接给运放短路了,但是实际确实是靠着输入电阻相连着的。

这就是虚短的理解!

2.3.4、实际电路分析

通过分析我们得出,电流流向是Vout→R2→R1→地(因为电流进不去Vin2),即串联,电流相等。

所以得出节点电压:Va=Vin2=Vin1;Vb=0V

求电流,

根据电流将R1和R2建立等式关系:

这就是Vout和Vin的关系,假设R1=R2=1K, Vout=2Vin,就是将信号经过处理放大2倍。

※按道理通过调节电阻的值,可以随意控制放大倍数,但是!你这个结果一定是小于等于这个Vcc(也就是运放外面接的Vcc),所以你要放大后为10v,那你的Vcc=10V。

以上就是本次分享,希望对你有用,可以关注一下哈!

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