運(yùn)算放大器由哪些組件組成?疊加定理如何應(yīng)用于運(yùn)算放大器??
以下內(nèi)容中,小編將對(duì)運(yùn)算放大器的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述,希望本文能幫您增進(jìn)對(duì)運(yùn)算放大器的了解,和小編一起來(lái)看看吧。
一、運(yùn)算放大器的組成
集成運(yùn)算放大器的電路可分為輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路四個(gè)基本組成部分(圖1)
輸入級(jí)是提高運(yùn)算放大器質(zhì)量的關(guān)鍵部分,要求其輸入電阻高,能減小零點(diǎn)漂移和抑制干擾信號(hào)。輸入級(jí)都采用差分放大電路,它有同相和反相兩個(gè)輸入端。
中間級(jí)主要進(jìn)行電壓放大,要求它的電壓放大倍數(shù)高,一般由共發(fā)射極放大電路構(gòu)成。
輸出級(jí)與負(fù)載相連,要求其輸出電阻低,帶負(fù)載能力強(qiáng),能輸出足夠大的電壓和電流,一般由互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路或射極輸出器構(gòu)成。
偏置電路的作用是為上述各級(jí)電路提供穩(wěn)定和合適的偏置電流,決定各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn),一般由各種恒流源電路構(gòu)成。
在應(yīng)用集成運(yùn)算放大器時(shí),需要知道它的幾個(gè)管腳的用途以及放大器的主要參數(shù),至于它的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如何一般是無(wú)關(guān)緊要的。
二、疊加定理在運(yùn)算放大器直流和交流分析中的應(yīng)用
昨天與各位同好一起學(xué)習(xí)了疊加定理在運(yùn)算放大器直流分析中的應(yīng)用,那么今天再次與各位同好重溫疊加定理,今天交流直流一起分析。
電路圖(運(yùn)算放大器為理想運(yùn)放):
輸入信號(hào)是XFG1信號(hào)發(fā)生器輸入到同相輸入端的一個(gè)放大電路, 頻率為1kHZ,幅值為2.5V,直流偏置為5V的一個(gè)正弦波 ,單獨(dú)看輸入信號(hào)波形為:
那么如何用疊加定理去求解輸出波形呢?其實(shí)同理昨天的分析,我們可以把這個(gè)電路分解為直流和交流的兩部分,分解過(guò)程如下:
直流部分:
對(duì)于直流信號(hào),電容等效為開(kāi)路 (頻率0HZ,容抗無(wú)窮大,可見(jiàn)交流部分的容抗公式),所以直流部分,我們的電路就等效為一個(gè) 電壓跟隨器 (輸出電壓等于輸入電壓),由于我們輸入信號(hào)的直流部分等于5V,所以我們輸出信號(hào)的直流部分也是等于5V。
交流部分:
對(duì)于 交流信號(hào),電容等效為可變電阻,且頻率越高,電阻越?。ǜ哳l近似于短路) 。因?yàn)殡娙莸娜菘褂?jì)算公式為:
所以可以求得C1的在1kHZ下的等效阻抗為:
所以 對(duì)于輸入信號(hào)中的交流部分,我們的電路等效為放大倍數(shù)約為2倍的同相比例放大器 ,即輸入信號(hào)中的交流部分(振幅為2.5V,頻率1kHz的正弦波),經(jīng)過(guò)電路后,輸出為了振幅為5V,頻率1kHz的正弦波(無(wú)直流偏置)。
然后將我們的的計(jì)算結(jié)果: 直流部分(5V)和交流部分(振幅為5V,頻率1kHz的正弦波)疊加到一起 ,就是我們這個(gè)電路的最終的輸出波形:
從圖中可見(jiàn), 直流部分并未放大,僅放大了交流部分 。(由于電容隔斷了直流,所以 直流部分等效為1:1的電壓跟隨器 )
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