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什么是運(yùn)算放大器?運(yùn)算放大器工作原理

發(fā)布時(shí)間:2024-12-16
運(yùn)算放大器是指一種廣泛應(yīng)用于模擬電路中的電子元件,常用于信號(hào)處理、濾波、放大、反相和比較等領(lǐng)域。它是一種高增益放大器,具有極高的電壓增益和輸入阻抗,但輸出阻抗很低。運(yùn)算放大器的基本工作原理是將差分輸入信號(hào)放大成一個(gè)直流偏置和一個(gè)單極(即同相)信號(hào),兩個(gè)信號(hào)再相加得到輸出信號(hào)。
運(yùn)算放大器的主要組成部分是一個(gè)差分放大器,它是一個(gè)由兩個(gè)輸入和一個(gè)輸出組成的電路。通過(guò)輸入高電平和低電平信號(hào),差分放大器可以放大兩個(gè)信號(hào)之間的差異,以及抑制相同的信號(hào)。這樣可以生成兩個(gè)電壓信號(hào),一個(gè)為差分電壓,另外一個(gè)則為共模信號(hào)。
在運(yùn)算放大器中,差分放大器的核心部件是一對(duì)晶體管,被稱為差動(dòng)對(duì)。其工作原理是將一個(gè)輸入信號(hào)反相接到一個(gè)晶體管的基極,把另一個(gè)信號(hào)非反相地連接到另一個(gè)晶體管的基極。這樣就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)放大的差分信號(hào),它將被送到一個(gè)輸出級(jí),產(chǎn)生最后的放大輸出信號(hào)。
在差分放大器的輸出端,還會(huì)添加一對(duì)電阻,一個(gè)連接到電源的正極,另一個(gè)連接到電源的負(fù)極。當(dāng)輸入電壓變化時(shí),正負(fù)極的電位差就會(huì)改變,從而使得輸出電壓隨之變化。這兩個(gè)電阻就分別成為負(fù)反饋電阻和負(fù)載電阻,以調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器的增益和輸出阻抗。
運(yùn)算放大器具有極高的電壓增益和帶寬,其輸入阻抗高達(dá)數(shù)十兆歐姆,而輸出阻抗僅為幾千歐姆。因此,它通常用于需要高增益和高精度的模擬電路中,如儀器和測(cè)量設(shè)備、音頻放大器等領(lǐng)域。
總的來(lái)說(shuō),運(yùn)算放大器的工作原理是將差分輸入信號(hào)放大成一個(gè)直流偏置和一個(gè)單極(即同相)信號(hào),兩個(gè)信號(hào)再相加得到輸出信號(hào)。它的高增益和低輸出阻抗使其成為模擬電路中的重要元件,被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。
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