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放大模拟信号的基本IC和运算放大器资料下载
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2021-04-07
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上次我们学过了半导体，今天我们来复习一下运算放大器，以及使用了运算放大器的放大器电路和比较器。
方便多用途的集成电路 — 运算放大器
运算放大器是一种可以进行数学运算的放大电路。运算放大器不仅可以通过增大或减小模拟输入信号来实 现放大，还可以进行加减法以及微积分等运算。所以，运算放大器是一种用途广泛，又便于使用的集成电路。
图1：运算放大器的电路符号
如图1所示，运算放大器的电路符号有正相输入端Vin（ ）和反相输入端Vin（－）两个输入引脚，以及一个输出引脚Vout。实际上运算放大器还有电源引脚（ 电源、－电源）和偏移输入引脚等，在电路符号上没有表示出来。
运算放大器的主要功能是以高增益放大、输出2个模拟信号的差值。我们将放大2个输入电压差的运放称为差动放大器。当Vin( )电压较高时，正向放大输出 。当Vin（－）电压较高时，负向放大输出。此外，运算放大器还具有输入阻抗极大和输出阻抗极小的特征。
即使输入信号的差很小，由于运算放大器有极高 的放大倍数，所以，也会导致输出最大或最小电压值。因此，常常要加负反馈后使用。下面让我们来看一个使用了负反馈的放大器电路。
运算放大器的基本(1) - 反相放大器电路
如图2所示，反相放大器电路具有放大输入信号并反相输出的功能。“反相”的意思是正、负号颠倒。这个放大器应用了负反馈技术。所谓负反馈，即将输出信号的一部分返回到输入，在图2所示电路中，象把输出Vout经由R2连接(返回)到反相输入端（－）的连接方法就是负反馈。
我们来看一下这个反相放大器电路的工作过程。运算放大器具有以下特点，当输出端不加电源电压时，正相输入端（ ）和反相输入端（－）被认为施加了相同的电压，也就是说可以认为是虚短路。所以，当正相输入端（ ）为0V时，A点的电压也为0V。根据欧姆定律，可以得出经过R1的I1=Vin/R1。
图2：反相放大器电路
另外，运算放大器的输入阻抗极高，反相输入端（－）中基本上没有电流。因此，当I1经由A点流向R2时，I1和I2电流基本相等。由以上条件，对 R2使用欧姆定律，则得出Vout=－I1×R2。I1为负是因为I2从电压为0V的点A流出。换一个角度来 看，当反相输入端(－)的输入电压上升时，输出会被反相，向负方向大幅度放大。由于这个负方向的输出电压经由R2与反相输入端相连，因此，会使反相输入端(－)的电压上升受阻。反相输入端和正相输入端电压都变为0V，输出电压稳定。
那么我们通过这个放大器电路中输入与输出的关系来计算一下增益。增益是Vout和Vin的比，即Vout/Vin=（－I1×R2）/（I1×R1）=－R2/R1。所得增益为－表示波形反相。
在这个算公式中需要特别注意的地方是，增益仅由R1和R2电阻比决定。也就是说。我们可以通过改变电阻容易地改变增益。在具有高增益的运算放大器上应用负反馈，通过调整电阻值，就可以得到期望的增益电路。
运算放大器的基本(2) — 正相放大器电路
与反相放大器电路相对， 图3所示电路叫做正相放大器电路。与反相放大器电路最大的不同是，在正相放大器电路中，输入波形和输出波形的相位是相同的，以及输入信号是加在正相输入端（ ）。与反相放大器电路相同的是，两个电路都利用了负反馈。
我们来看一下这个电路的工作过程。首先，通过虚短路，正相输入端（ ）和反相输入端 （－）的电压都是Vin，即点A电压为Vin。根据欧姆定律，VinR1×I1。另外，运算放大器的两个输入端上基本没有电流，所以 I1=I2。而V
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