差分 运放 运算放大器.doc

差分接法:差分放大电路（图3.8a.4）的输入信号是从集成运放的反相和同相输入端引入，如果反馈电阻RF等于输入端电阻R1 ，输出电压为同相输入电压减反相输入电压，这种电路也称作减法电路。图3.8a.4 差分放大电路差分放大器如图所示，通过采用两个输入，该差分放大器产生的输出等于U1和U2之差乘以增益系数运算放大器的单电源供电方法大部分运算放大器要求双电源(正负电源)供电，只有少部分运算放大器可以在单电源供电状态下工作，如LM358(双运放)、LM324(四运放)、CA3140(单运放)等。需要说明的是，单电源供电的运算放大器不仅可以在单电源条件下工作，也可在双电源供电状态下工作。例如，LM324可以在、+5+12V单电源供电状态下工作，也可以在+512V双电源供电状态下工作。在一些交流信号放大电路中，也可以采用电源偏置电路，将静态直流输出电压降为电源电压的一半，采用单电源工作，但输入和输出信号都需要加交流耦合电容，利用单电源供电的反相放大器如图1(a)所示，其运放输出波形如图1(b)所示。该电路的增益AvfRFR1。R2R3时，静态直流电压Vo(DC)12Vcc。耦合电容Cl和C2的值由所需的低频响应和电路的输入阻抗(对于C1)或负载(对于C2)来确定。Cl及C2可由下式来确定：C110002foRl(F)；C210002foRL(F)，式中，fo是所要求最低输入频率。若R1、RL单位用k，fO用Hz，则求得的C1、C2单位为F。一般来说，R2R32RF。图2是一种单电源加法运算放大器。该电路输出电压Vo一RF(V1Rl十V2R2十V3R3)，若R1R2R3RF，则Vo一(V1十V2十V3)。需要说明的是,采用单电源供电是要付出一定代价的。它是个甲类放大器，在无信号输入时，损耗较大。思考题(1)图3是一种增益为10、输入阻抗为10k、低频响应近似为30Hz、驱动负载为1k的单电源反相放大器电路。该电路的不失真输入电压的峰峰值是多少呢?(提示：一般运算放大器的典型输入、输出特性如图4所示)；(2)图5是单电源差分放大器。若输入电压为50Hz交流电压，V11V，V2O4V，它的输出电压该是多少呢？LM358是一个双运放集成电路，运放是一个开环放大倍数极大的放大器，两个输入端“”、“”之间只要有微小的电压差异，就会使输出端截止或者饱和。而输入端的输入电阻非常大，可以认为不需要输出电流。如果按照图示将运放接成闭环电路，则运放的放大倍数等于（Rf+R2)/R2.因为可以理解运放的“”端的电压永远等于“”端的，而“”端的电压等于Vi（R1上无电流，也就无压降），而“”端的电压又等于Vo在Rf和R2上的分压，所以有：ViV0R2/(Rf+R2)，即：VoVi(Rf+R2)/R2. LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器， 适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工 作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益 模组,音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。 特性(Features)： 内部频率补偿。 直流电压增益高(约100dB) 。 单位增益频带宽(约1MHz) 。 电源电压范围宽：单电源(330V)；双电源(1.5一15V) 。 低功耗电流，适合于电池供电。 低输入偏流。 低输入失调电压和失调电流。 共模输入电压范围宽，包括接地。 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围。 输出电压摆幅大（0至Vcc-1.5V) 。 参数输入偏置电流45 nA输入失调电流50 nA输入失调电压2.9mV输入共模电压最大值VCC1.5 V共模抑制比80dB电源抑制比100dB 根据虚短：V+=V_根据虚断：(V_ - V1)/R1=(Vout V_)/R2从而得到：(V+ - V1)/R1= (Vout V+)/R2而V+ =V2*R4/(R3+R4) 将此式带入上式即可得到：则：Vout=(R1+R2)/(R3