這2種運(yùn)算放大器電路你見(jiàn)過(guò)嗎？運(yùn)算放大器電路損耗分析！

在這篇文章中，小編將對(duì)運(yùn)算放大器的相關(guān)內(nèi)容和情況加以介紹以幫助大家增進(jìn)對(duì)它的了解程度，和小編一起來(lái)閱讀以下內(nèi)容吧。

一、兩種常見(jiàn)的運(yùn)算放大器電路

1、電壓跟隨器

最基本的運(yùn)算放大器電路是電壓跟隨器。這種電路通常不需要外部組件，它提供高輸入阻抗和低輸出阻抗，因此是很有用的緩沖器。其輸入和輸出電壓相等，輸入變化會(huì)產(chǎn)生等效的輸出電壓變化。

圖: 電壓跟隨器

電子設(shè)備中最常用的運(yùn)算放大器是電壓放大器，它可以增加輸出電壓的幅度。反相配置和同相配置是兩種最常見(jiàn)的放大器配置。這兩種拓?fù)涠紴殚]環(huán)，這意味著輸出端有反饋返回到輸入端子，因此電壓增益由兩個(gè)電阻的比率設(shè)定。

2、反相運(yùn)算放大器

在反相運(yùn)算放大器中，正輸入端通常接地，負(fù)輸入端子被強(qiáng)制等于正輸入端。其輸入電流由VIN / R1之比決定。

圖: 反相運(yùn)算放大器

在這種配置中，相同的電流通過(guò)R2流至輸出。理想情況下，由于其高ZIN，電流不會(huì)流入運(yùn)算放大器的負(fù)端子。通過(guò)R2流經(jīng)負(fù)端子的電流產(chǎn)生相對(duì)于VIN的反相電壓極性。這就是為什么這種運(yùn)算放大器被稱為反相配置的原因。請(qǐng)注意，運(yùn)算放大器的輸出只能在其正電源和負(fù)電源之間擺動(dòng)，因此要產(chǎn)生負(fù)輸出電壓，就需要一個(gè)具有負(fù)電源軌的運(yùn)算放大器。VOUT可用 公式（3）來(lái)計(jì)算：

二、運(yùn)算放大器電路功耗

為了了解運(yùn)算放大器電路中的功耗問(wèn)題，我們首先明白具有低靜態(tài)電流 (IQ)的放大器以及增加反饋網(wǎng)絡(luò)電阻值與功耗之間的關(guān)系。

讓我們首先考慮一個(gè)可能需要關(guān)注功率的示例電路：電池供電的傳感器在 1kHz時(shí)生成 50mV 幅度和 50mV 偏移的模擬正弦信號(hào)。信號(hào)需要放大到 0V 至 3V 的范圍以進(jìn)行信號(hào)調(diào)節(jié)，如下圖所示：

圖: 示例電路中的輸入及輸出信號(hào)

同時(shí)要盡可能節(jié)省電池電量，這將需要增益為 30V/V 的同相放大器配置，如下圖 所示。那么，我們應(yīng)該如何來(lái)優(yōu)化該電路的功耗呢？

圖：傳感器放大電路

運(yùn)算放大器電路的功耗由多種因素組成，分別是靜態(tài)功率、運(yùn)算放大器輸出功率和負(fù)載功率。靜態(tài)功率 (或簡(jiǎn)稱 PQuiescent) 是保持放大器開(kāi)啟所需的功率，數(shù)據(jù)表中一般以 IQ（靜態(tài)電流）表示，例如下圖中Texas InstrumentsOPA391規(guī)格書中的顯示。

圖：TI OPA391運(yùn)放的靜態(tài)電流 (圖片來(lái)源: Texas Instruments)

輸出功率 ( POutput)是運(yùn)算放大器輸出級(jí)驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)消耗的功率。最后，負(fù)載功率 ( PLoad)是負(fù)載本身消耗的功率。

在本例中，我們有一個(gè)單電源運(yùn)算放大器，其正弦輸出信號(hào)具有直流電壓偏移。因此，我們將使用以下等式來(lái)計(jì)算總平均功率 (Ptotal avg) 。電源電壓由V+表示， Voff是輸出信號(hào)的直流偏移，Vamp是輸出信號(hào)的幅度，RLoad是運(yùn)算放大器的總負(fù)載電阻。需要留意的，平均總功率與 IQ直接相關(guān)成正比，而與 RLoad成反比。

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