硬體 簡易講解運放。

2021-06-17 19:19:54 字數 3206 閱讀 6874

前言:

雖然本部落格主要是講解微控制器的不過對於初學電子的人員而言。一定的硬體知識是必須的。而且書本上的教學方式太正確,太具體一本厚厚的模擬電路。嚇都嚇死人了。讓人摸不到重點。太具體 讓我們不知道到底在講什麼。現在我以應用的角度去分析,讓大家拿到乙個運放電路就知道他是做什麼的。

旁敲側擊:

首先我們不看運放先看看別的電路 下面是乙個典型的電阻分壓電路 如果vcc是5v那麼a點的電壓是怎麼確定的。

先算出電流 i= vcc/r1+r2   然後算出a點的電壓 va=ixr2.  如r1和r2阻值都是確定 對於這電路中因為r1,r2電流都一樣,這樣只要知道任意兩處的電壓剩下一處的電壓我們就可以計算出來。比如 上面我們知道 vcc電壓為5v gnd為0v  a點電壓就可以計算出來。 同理如果知道a點電壓 gnd為0v  vcc的電壓同樣可以計算出來。如果這個可以理解就可以往下面繼續學習了。

立主腦:

學電子的東西一定要先抓住根本,先不要去管加法 積分 什麼電路,只要抓住跟本原則 虛短 虛斷,去分析電路就行。

虛斷是運放兩輸入端 沒有電流的。(雖然事實上有但極小分析電路的時候就當成沒有)

虛短是運放兩輸入端 就好像短路一樣。電壓是一樣的。

電路例項分析:

同相比例運算電路的分析

電壓分析訊號由ui輸入 比如是1v 也就是說正(+)輸入端電壓為1v  那根據虛短 那 負(-)輸入端電壓也是1v

根據虛斷 正負輸入端是沒有電流。所以 電流是從 uo 流過 rf 流到r 到地。 這樣就和我們上面講的分壓電路計算方法一樣了。

我就可以將運放電路看成右圖一樣了。我們知道了 rf和 r的阻值 和 正輸入端電壓 和 gnd 0v 電壓,就可以計算出uo的電壓了。

計算步驟          1,先算電流   i= ui/r

2,算出電壓   i= (uo-ui)/r  =>  uo=ir+ui

反相比例運算電路的分析

同樣根據虛短   正(+)輸入端電壓接地所以是0v ,所以那 負(-)輸入端電壓也是0v

根據虛斷 , 正負輸入端是沒有電流。就當成 正負輸入端沒有和任何電路連線 這樣我們就可以把電路看成如右圖 

計算步驟           1,先算電流        i= ui/r1

2,再算電壓        i= (0-uo)/r1  =>   -uo=ir1  

從上面得知輸出電壓和輸入電壓是相反的。當然這只是公式的理解方式。 

我們也可以換個角度來理解為什麼uo是相反的。

1,判斷電流方向,串聯電路電流相同。 比如ui 是5v  由於r1的另一端是負極。所以電流方向就是箭頭標的方向。

2,下面的ui 是 5v  中間的是0v  電流總是從高電壓流向低電壓,所以uo肯定必須比 0v的電壓還低。  

從上面的講解中總結出

1,先用虛短確定負輸入端的電壓

2,然後用虛斷簡化掉電路進行分析

3,先算出電流

4,算出輸出電壓

積分和微分運算電路:

像我們這樣對高數恐懼的人們,一看到積分和微分這兩個名稱就夠嚇人的。不過要理解什麼是積分和微分運算電路,就要先理解當存的積分電路和微分電路是怎麼回事

積分電路:簡單的說就是電容充放電電路 

輸入端vin 輸入  5v~0v的方波,輸出端vout輸出三角波。 這是怎麼乙個過程呢其初電容沒有電,輸入5v的高電平  然後電容上的電壓就慢慢一點一點往上公升,然後輸入0v的低電平 電容就開始放電 電容上的電壓就慢慢的往下降這就是形成了三角波。  

微分電路:就是電容通交阻直的乙個結果

比如 輸入端一直穩定在5v 或者 0v 的時候uo是沒有任何電壓輸出的。

如果突然5v變到0v這個瞬間為交流電。電流從電容通過。然後電就慢慢放掉了。

如果突然從0v變到5v這個瞬間為交流電。電流從電容通過只是為負電壓。然後電就慢慢放掉了。

理解了基本的積分和微分電路

我們就以積分運算電路為例子進行講解。

根據虛短虛斷我們可以把電路看成如右圖一樣,電路中間被固定成0v 那麼如果輸入正電壓 也將和反比例運算電路一樣輸出為負電壓。

也就是說輸出與一般的積分電路電壓完全相反的三角波。   

非線性區間工作:

上面講解的只適用於運放處於線性工作區間,就是引入負反饋時候的電路分析

如果運放處於非線性區間最典型的應用就是比較器

大家只要在運用的時候記住 正輸入端高於負輸入端電壓的時候輸出高電平

正輸入端低於負輸入端電壓的時候輸出低電平。

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