运算放大是指对于某些信号,通过某些方法放大信号的幅度,常常用于放大微弱信号的场合。
在电子电路中,运算放大器(Operational Amplifier,简称Op Amp)是一种非常重要的器件,它可以对输入信号进行放大、求和、积分、微分、比较等操作。因此,本文着重介绍运算放大器的运算放大功能。
运算放大器的运算放大功能有几个特点:
1、高增益:运算放大器具有很高的电压增益,一般可达 10^5 至 10^6,比一般的放大器增益高得多。
2、低失调电压:失调电压指的是运算放大器在内部电路设计、制造过程中因各种因素造成的传递特性不完全一致,导致的输入偏移误差。运算放大器具有极小的失调电压,一般只有几微伏至几毫伏,可以忽略不计。
3、大输入阻抗:运算放大器的输入阻抗很大,一般在兆欧姆级别,可以减小电路带来的负载影响。
4、小输出阻抗:运算放大器的输出阻抗很小,一般在几十欧姆级别,可以输出高电流、低电压的电信号。
运算放大器广泛应用于各种电子电路中,例如:
1、信号放大:通过控制电路增益,将微弱信号转化为较大信号。
2、滤波器:通过对输入信号进行不同频段的滤波,使特定频段的信号得到增强或衰减。
3、比较器:将两个不同信号进行比较,并判断它们的大小、大小关系等。
4、积分/微分:将输入信号进行积分或微分运算,分别得到输入信号的累加和或微分。
5、反馈控制:通过负反馈或正反馈,控制电路运算放大器的增益,使得电路具有稳定的输出。
实现运算放大器的方法有很多种,其中比较常用的几种是:
1、差分放大器:差分放大器的基本原理是两个输入端输入的信号做差,得到的差值进行放大。
2、非反相放大器:将输入信号与非反相输入端的负反馈电阻相连,输出端与反相输入端相连,实现正反馈。
3、反相放大器:将输入信号与反相输入端相连,输出端与非反相输入端相连,实现负反馈。
4、积分放大器和微分放大器:利用差分放大器和电容器构成积分和微分电路,实现积分/微分运算。
5、各种功能电路的组合:运算放大器可以通过各种功能电路的组合实现不同的运算放大功能。