交流运放耦合
集成运算放大器的设计方法

集成运算放大器的设计方法运算放大器电路大全我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集,但是这些应用都建立在双电源的基础上,很多时候,电路的设计者必须用单电源供电,但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。
在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心,设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。
1.1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚,一般在资料中,它们的标识是VCC+和VCC-,但是有些时候它们的标识是VCC+和GND。
这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。
但是,这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。
在运放不是按默认电压供电的时候,需要参考运放的数据手册,特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。
绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器,比如图一左边的那个电路,一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。
一般是正负15V,正负12V和正负5V也是经常使用的。
输入电压和输出电压都是参考地给出的,还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。
单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。
正电源引脚接到VCC+,地或者VCC-引脚连接到GND。
将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上,这时运放的输出电压也是该虚地电压,运放的输出电压以虚地为中心,摆幅在Vom 之内。
有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。
这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。
需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压,但在大部分应用中,输入和输出是参考电源地的,所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容,用来隔离虚地和地之间的直流电压。
(参见1.3节)图一通常单电源供电的电压一般是5V,这时运放的输出电压摆幅会更低。
另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。
运放单电源,双电源供电使用方法

运放作为低频电路的主要元件之一,在供电方式上有单电源和双电源两种,而选择何种供电方式,是初学者的困惑之处,本人也因此做了详细的实验,在此对这个问题作一些总结。
首先,运放分为单电源运放和双电源运放,在运放的datasheet 上,如果电源电压写的是(+3V-+30V)/(±1.5V-±15V)如324,则这个运放就是单电源运放,既能够单电源供电,也能够双电源供电;如果电源电压是(±1.5V-±15V)如741,则这个运放就是双电源运放,仅能采用双电源供电。
但是,在实际应用中,这两种运放都能采用单电源、双电源的供电模式。
具体使用方式如下:1:在放大直流信号时,如果采用双电源运放,则只能选择正负双电源供电,否则无法正常工作;如果采用单电源运放,则单电源供电或双电源供电都可以正常工作;2:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,采用正负双电源供电都可以正常工作;3:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,简单的采用单电源供电都无法正常工作,对于单电源运放,表现为无法对信号的负半周放大,而双电源运放无法正常工作。
要采用单电源,就需要所谓的“偏置”。
而偏置的结果是把供电所采用的单电源相对的变成“双电源”。
具体电路如图:首先,采用耦合电容将运放电路和其他电路直流隔离,防止各部分直流电位的相互影响。
然后在输入点上加上Vcc/2的直流电压,分析一下各点的电位,Vcc是Vcc,in是Vcc/2,-Vcc是GND,然后把各点的电位减去Vcc/2,便成了Vcc是Vcc/2,in是0,-Vcc是-Vcc/2,相当于是“双电源”!!在正式的双电源供电中,输入端的电位相对于输入信号电压是0,动态电压是Vcc是+Vcc,in是0+Vin,-Vcc是-VCC,而偏置后的单电源供电是Vcc是+Vcc,in是Vcc/2+Vin,-Vcc是GND,相当于Vcc是Vcc/2,in是0+Vin,-Vcc是-Vcc/2,与双电源供电相同,只是电压范围只有双电源的一半,输出电压幅度相应会比较小。
使用单电源的运放交流放大电路(含同相和反相输入式)教学教材

使用单电源的运放交流放大电路(含同相和反相输入式)使用单电源的运放交流放大电路在采用电容耦合的交流放大电路中,静态时,当集成运放输出端的直流电压不为零时,由于输出耦合电容的隔直流作用,放大电路输出的电压仍为零。
所以不需要集成运放满足零输入时零输出的要求。
因此,集成运放可以采用单电源供电,其-VEE端接"地"(即直流电源负极),集成运放的+Vcc端接直流电源正极,这时,运放输出端的电压V0只能在0~+Vcc之间变化。
在单电源供电的运放交流放大电路中,为了不使放大后的交流信号产生失真,静态时,一般要将运放输出端的电压V0设置在0至+Vcc值的中间,即V0=+Vcc/2。
这样能够得到较大的动态范围;动态时,V0在+Vcc/2值的基础上,上增至接近+Vcc 值,下降至接近0V,输出电压uo的幅值近似为Vcc/2。
图3请见原稿1.2.1 单电源同相输入式交流放大电路图3是使用单电源的同相输入式交流放大电路。
电源Vcc通过R1和R2分压,使运放同相输入端电位由于C隔直流,使RF引入直流全负反馈。
所以,静态时运放输出端的电压V0=V-≈V+=+Vcc/2;C通交流,使RF引入交流部分负反馈,是电压串联负反馈。
放大电路的电压增益为放大电路的输入电阻Ri=R1/R2/rif≈R1/R2,放大电路的输出电阻R0=r0f≈0。
1.2.2 单电源反相输入式交流放大电路图4是使用单电源的反相输入式交流放大电路。
电源V cc通过R1和R2分压,使运放同相输入端电位为了避免电源的纹波电压对V+电位的干扰,可以在R2两端并联滤波电容C3,消除谐振;由于C1隔直流,使RF引入直流全负反馈。
所以,静态时,运放输出端的电压V0=V-≈V+=+Vcc/2;C1通交流,使RF引入交流部分负反馈,是电压并联负反馈。
放大电路的电压增益为放大电路的输入电阻Ri≈R,放大电路的输出电阻R0=r0f≈0。
2 运放交流放大电路的设计在设计单级运放交流放大电路时,(1)选择能够满足使用要求的集成运算放大器。
运放 耦合电容

运放耦合电容
运放是一种广泛应用于电子电路中的放大器,而耦合电容则是一种常见的电容器。
在运放电路中,耦合电容的作用是将信号从一个级别传递到另一个级别,同时隔离直流信号。
这种耦合电容通常被称为直流耦合电容。
直流耦合电容的作用是将信号从一个级别传递到另一个级别,同时隔离直流信号。
在运放电路中,如果没有运用直流耦合电容,那么在一个级别的输出信号将叠加到另一个级别的偏置电压上,这会导致系统的失效。
而直流耦合电容可以隔离这些信号,从而确保系统的正确运行。
然而,耦合电容也会引入一些问题。
一般来说,耦合电容会对信号的频率响应产生影响,从而导致信号失真。
此外,耦合电容还需要正确的标定和选择,否则可能会导致电路不稳定或者产生不希望的影响。
因此,在运放电路中使用耦合电容需要注意一些问题。
首先,需要选择正确的容值和质量的耦合电容。
其次,需要考虑信号的频率响应和失真问题。
最后,需要进行正确的标定和测试,以确保电路的稳定性和性能。
总之,耦合电容在运放电路中发挥着重要的作用,但同时也需要注意一些问题。
正确选择和使用耦合电容可以确保系统的正确运行和高性能。
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运算放大器参数详解

运算放⼤器参数详解运算放⼤器参数详解技术2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号:⼤中⼩订阅运算放⼤器(常简称为“运放”)是具有很⾼放⼤倍数的电路单元。
在实际电路中,通常结合反馈⽹络共同组成某种功能模块。
由于早期应⽤于模拟计算机中,⽤以实现数学运算,故得名“运算放⼤器”,此名称⼀直延续⾄今。
运放是⼀个从功能的⾓度命名的电路单元,可以由分⽴的器件实现,也可以实现在半导体芯⽚当中。
随着半导体技术的发展,如今绝⼤部分的运放是以单⽚的形式存在。
现今运放的种类繁多,⼴泛应⽤于⼏乎所有的⾏业当中。
历史直流放⼤电路在⼯业技术领域中,特别是在⼀些测量仪器和⾃动化控制系统中应⽤⾮常⼴泛。
如在⼀些⾃动控制系统中,⾸先要把被控制的⾮电量(如温度、转速、压⼒、流量、照度等)⽤传感器转换为电信号,再与给定量⽐较,得到⼀个微弱的偏差信号。
因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不⾜以推动显⽰或者执⾏机构,所以需要把这个偏差信号放⼤到需要的程度,再去推动执⾏机构或送到仪表中去显⽰,从⽽达到⾃动控制和测量的⽬的。
因为被放⼤的信号多数变化⽐较缓慢的直流信号,分析交流信号放⼤的放⼤器由于存在电容器这样的元件,不能有效地耦合这样的信号,所以也就不能实现对这样信号的放⼤。
能够有效地放⼤缓慢变化的直流信号的最常⽤的器件是运算放⼤器。
运算放⼤器最早被发明作为模拟信号的运算(实现加减乘除⽐例微分积分等)单元,是模拟电⼦计算机的基本组成部件,由真空电⼦管组成。
⽬前所⽤的运算放⼤器,是把多个晶体管组成的直接耦合的具有⾼放⼤倍数的电路,集成在⼀块微⼩的硅⽚上。
第⼀块集成运放电路是美国仙童(fairchild)公司发明的µA741,在60年代后期⼴泛流⾏。
直到今天µA741仍然是各⼤学电⼦⼯程系中讲解运放原理的典型教材。
原理运放如上图有两个输⼊端a,b和⼀个输出端o.也称为倒向输⼊端(反相输⼊端),⾮倒向输⼊端(同相输⼊端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际⽅向从a 端指向公共端时,输出电压U实际⽅向则⾃公共端指向o端,即两者的⽅向正好相反.当输⼊电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际⽅向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别⽤"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考⽅向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或⽤箭头表⽰.反转放⼤器和⾮反转放⼤器如下图:⼀般可将运放简单地视为:具有⼀个信号输出端⼝(Out)和同相、反相两个⾼阻抗输⼊端的⾼增益直接耦合电压放⼤单元,因此可采⽤运放制作同相、反相及差分放⼤器。
运放 耦合电容

运放耦合电容运放是指运算放大器,是一种广泛应用于电子电路中的重要器件。
它通常被用于信号放大、滤波、正负输入的功率放大、计算、积分等操作。
在实际应用中,运放还可以应用于振荡电路、比较电路、电压控制振荡器等。
运放通常由三个部分组成:输入级、输出级和反馈电路。
输入级通常被设计成高阻抗,以减少信号源对电路的干扰。
输出级通常是一对功率放大器,它们可以以高功率输出放大后的信号,并驱动负载。
反馈电路通常用于控制放大器的放大倍数,提高电路的稳定性和精度。
接下来,我们将介绍一种常用的耦合电容电路,它可以将AC信号从运放的输出级传递到下一个电路阶段而不影响DC电压。
这个电路通常被称为耦合电容器,简称为AC耦合。
具体地说,在运放电路中,输入电容器和输出电容器通常被用于建立AC耦合。
其中,输入电容器用于将信号引入运放,输出电容器用于将信号引出运放。
这两个电容器通常被设计为比较大的值,以确保它们在信号频率下是一个开路,同时在满足采样定理的前提下,也可以提高电路的频带宽度。
AC耦合电路的好处在于它可以防止运放的输入和输出级之间的DC偏移电压影响到后面的电路阶段。
这个偏移电压通常是由于运放的不稳定性、温度变化、电源电压波动等因素产生的。
如果没有耦合电容器,这个偏移电压会被传递到后面的电路中,导致电路工作不稳定。
而通过加入AC耦合电容,可以隔离DC偏移电压,只传输重要的AC信号,从而提高电路的稳定性和精度。
除了AC耦合电容器,还有一种常用的耦合电容电路,它被称为DC耦合电容器。
与AC 耦合器不同,DC耦合器是用于传输整个信号,包括DC偏移电压。
这个电路通常被用于传输信号到要求直流稳定的场合,例如驱动功放的信号放大器等。
总之,运放和耦合电容器是电子电路中非常重要的元件,它们可以用于控制电路的放大倍数,提高电路的精确度和稳定性。
如果您想要深入了解运放和耦合电容器的原理,请继续学习电子电路的相关知识,欢迎您的加入!。
光电耦合器、运放、稳压器等元器件性能说明

524 PWM解调调制器
NE567 音调译码器 SG3525 PWM解调调制器
NE592 视频放大器 20106 前置放大器
PC817 单光耦 OP37 超低噪声精密运放
H11A2 晶体管输出 TL
H11D1 高压晶体管输出 TL062 低功耗JEFT输入双运放
MOC3020 可控硅驱动输出 LM348N 四741运放
MOC3021 可控硅驱动输出 LM358N 低功耗双运放
MOC3023 可控硅驱动输出 LM361N 高速差动比较器
6N137 高速光耦晶体管输出 LM337T 基准电压电路1A
6N138 达林顿输出 LM338K 可调三端稳压器5A
6N139 达林顿输出 LM339N 四比较器
4N25 晶体管输出 LM24J 四运放(军用级)
4N25MC 晶体管输出 LM148J 通用四运放
4N26 晶体管输出 LM1875T 无线电控制/接收器
4N30 达林顿输出 LM2904N 四运放
4N31 达林顿输出 LM301AN 通用运算放大器
4N32 达林顿输出 LM308N 单比较器
MC14433 3位半A/D转换器 ICL7135 ADC/LCD驱动BCD输出
MC14489 多字符LED显示驱动器 ICL7136 3位半CMOSADC/LCD驱动
MC145026 编码器 ICL7218 CMOS低功耗运算放大器
TLP521-2 双光耦 LM741J 单运放
TLP521-4 四光耦 LM741CN 双运放
TLP621 四光耦
TIL113 达林顿输出 OP
NE5534 双运放 UC3845 PWM电流型控制器
运算放大器在实际中的应用

运算放大器在实际中的应用广西大学电气工程学摘要:运算放大器是电路中一种重要的多端器件,一般运算放大器的作用是把输入电压或输入电流放大一定倍数之后再传送出去,如手机信号的放大。
运算放大器在计算器、电压比较器、双向振荡器及滤波器等仪器中起到重要作用。
关键词:运算放大器,放大信号,计算器,电压比较器,振荡器,滤波器。
The Application Of Operational Amplifiers In RealityAbstract:The operational amplifier is a kind of important multiterminal elements in the circuit. Generally, the function of operational amplifier is transferring out the Input voltage or input current after amplification must have multiple, Such as the amplification of Mobile phone signal.The operational amplifier plays an critical part in the machines like Calculators, Voltage comparator, Two-way oscillator, filter and so on.Keywords:Operational Amplifier, signal Amplification, Calculator, Voltage comparator, oscillator, filter.正文:运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元,早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,随着半导体技术的发展,现在大部分的运放是以单片的形式存在。
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交流耦合运放(转)
电气电子技术2010-01-26 10:42:44 阅读153 评论0 字号:大中小订阅
集成运算放大器除了可构成各种基本运算电路外,也可以用来构成各种交流放大电路。
集成运放构成交流放大电路时,可采用双电源供电,也可以采用单电源供电。
采用电容耦合时,可以不考虑集成运放输入失调的影响,但集成运放的高频参数将对交流放大电路的上限频率起到限制作用,用增益带宽积GBW 来表示,一个运放的GBW是一定的,增益带宽积的值指的是当放大倍数为1时,此运放的上限截止频率的值。
若想达到放大倍数为100,则上限截止频率为5MHz/100=50KHz。
这里的放大倍数就是指的输入与输出最大电压的比值,而不是增益,增益的单位是dB,用G表示,计算方法是G=10lgA/B,A与B分别代表输出与输入电压,如果A=B,即没有放大,则G=0db;若A=10B,则G=10db;若A=100B,则G=20db;若A=1000,则G=30db。
一般来说,单独利用一级运放,放大倍数只能是几十倍左右,若想放大到上百上千倍,则需要多级放大。
5.2.1 反相交流放大电路
由集成运算放大器构成的反相交流放大电路如图5.2.1所示。
图中C1为输入耦合电容,u i为交流信号源,因此i1、i f也都为交流电流。
该电路采用双电源供电,要求正、负电源对称,静态(即u i=0)时,运算放大器同相输入端和反相输入端以及输出端的静态电位都应为0V。
图5.2.1双电源交流反相放大电路
当输入交流信号Ui时,放大器输出电压Uo为
因此,放大电路的电压增益为
因为反相比例运算电路电压放大倍数,,则式(5.2.1)可改写成
由式(5.2.2)可见,放大电路具有高通特性,其下限频率f L为
在通带内C1可视为短路,故通带内电压放大倍数为
例5.2.1已知集成运放741的BW G=1 MHz,试估算图5.2.1所示交流放大电路的下限和上限频率。
解:由式(5.2.3)可求得下限频率f L为
根据式(5.1.27)可得上限频率f H为
图5.2.2(a)所示电路为单电源供电的反相交流放大电路,为使运算放大器能对交流信号进行有效的放大而不产生失真,此时运算放大器的两输入端和输出端的静态电位不能为0 V,而必须大于0 V,一般取电源电压Vcc的一半,因此图中电阻R2和R3为静态偏置电阻,当它们阻值相等时,在同相端得到的静态电位为(1/2)Vcc,又由于“虚短路”,使得反相端的静态电位也为(1/2)Vcc,这样,可以得到如下结论:当运算放大器单电源应用构成线性放大器时,其同相端、反相端和输出端的静态电位相等,且一般为电源电压的一半。
图5.2.2单电源供电的反相交流放大电路
(a)电路(b)交流等效电路
图中C1、C2分别为交流输入和输出耦合电容,C3为滤波电容,要求它们对交流的容抗近似为零,这样可以画出交流等效电路如图5.2.2(b)所示。
其电路形式和双电源供电的反相比例运算电路相同,因此其通带内电压放大倍数为
例5.2.2 根据图5.2.2所示参数,试求放大电路的下限频率。
解:由图5.2.2可见,电路中由C1、R2和C2、R L形成两个RC高通电路。
由C1R1组成的高通电路可得转折频率f L1为
由C2R L组成的高通电路可得转折频率f L2为
由于,所以放大电路的下限频率f L决定于f L2,即
5.2.2 同相交流放大电路
由集成运算放大器构成的同相交流放大器如图5.2.3(a)所示,图中C1为输入耦合电容,R2用以提供同相输入端直流通路。
该电路的下限频率f L决定于C1及R2,即
在通带内,C1的容抗近似为零,所以电压增益为
图5.2.3(a)所示电路由于同相端接入电阻R2,故使该电路的输入电阻降低,其值近似等于R2。
为了提高电路的输入电阻,可采用图5.2.3(b)所示电路,该电路中C2的容量取足够大,对交流短路,这样输出电压
U0通过R F在R1上产生的反馈电压,即,使R2中几乎没有交流电流通过,从而获得极高的输入电阻。
图5.2.3 同相交流放大电路
(a)一般电路(b)高输入电阻电路
如果上述同相放大器采用单电源供电,则电路中需加入静态偏置电阻,电路变为如图5.2.4(a)所示。
图中R2和R3为电压偏置电阻,使得A点电位为Vcc/2,通过电阻R1和R F使得运算放大器的反相输入端和输出端的静态电位为Vcc/2,又通过电阻R4,使运算放大器同相输入端的静态电位也为Vcc/2。
电容C3为滤波电容,而C1和C2分别为输入和输出耦合电容。
该放大器的交流等效电路如图5.2.4(b)所示,显然其通带内电压放大倍数为
图5.2.4单电源供电同相放大器实用电路
(a)实用电路(b)交流等效电路
有一本书上用上面的单电源供电同相放大电路图,即直流偏置电路不加在反相输入端。
单电源供电差动放大电路:。