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放大器应用

作者:互联网

反相放大器

  

  分析:设放大器为理想放大器。图中点2处电压为V-,点0处电压为V+ 。由于是负反馈,V+=V- ,因为正向输入端接地,所以 V+=V-=0又由于输入阻抗高,以至于(几乎)无电流流入放大器,所以流过R2的电流和流过R1的电流大小相等(为 Vin/R1),而V- = Vout + R2 * iR2 =  Vout + R2 * (Vin/R1)。所以得到 Vout = -Vin * (R2/R1) 。增益为 -R2/R1 ,该值与放大器开环增益A无关,输入与输出反相。

  输入输出波形如下(模拟环境,蓝色输入,绿色输出)

  

 

正相放大器

  

 

  分析:分析方法与反相放大器相似。V+ = V=Vin , iR2=iR1=Vin/R1 ,  Vout = V- + R2 * iR2 =Vin + Vin * (R2/R1) 。整理一下,Vout = Vin * (1 + R2/R1) ,增益为 (1 + R2/R1)。

  输入输出波形如下(模拟环境,蓝色输入,绿色输出)

  

 

微分电路

  

 

  原理:利用了流过电容的电流是其两端电压对时间的微分的特性。

    

  电路表现:Vout 正比于Vin 对时间的微分。

  分析:电路中R3作用是提高电路稳定性,在研究电路性质时可暂时忽略(可在R1处并联一个小电容进一步提高稳定性)。思路在于将输入电压加到电容上,得到的电流便是电压对时间的微分,然后利用放大器输入阻抗高的特点,使电容电流完全流入电阻R1,获得电压,则此电压与输入电压对时间的微分成正比。图中流经C2的电流大小等于流经R1的电流大小,C2两端电压为Vin, 故iR1 =iC2=C * (dVin/dt) 。又有Vout = -R1 * iR1 。

  所以Vout = -R1*C* (dVin/dt) 。可知Vout 与Vin对时间的微分成正比。

  输入输出波形如下(模拟环境,蓝色输入,绿色输出)

  

 

积分电路

  

  利用了电容两端电压是通过它的电流的积分的性质。

  电路表现:Vout 正比于Vin 对时间的积分。

  分析:类似于微分电路,此处将输入电压加在电阻上得到电流,再使此电流流经电容,从而获得与输入的积分成正比的输出。

  输入输出波形如下(模拟环境,蓝色输入,绿色输出)

  

 比较器

  

  由于放大器开环增益大,所以Vout始终饱和,Vin > Vref 时输出为正向最大,Vin < Vref时输出为负向最大。如果输入有噪声,在输入接近零点处可能会造成输出不稳定。

  无噪声输入输出波形如下(模拟环境,蓝色输入,绿色输出,Vres=0V)

  

滞回比较器

  

  以上图为例,Vout 可能是+5V或-5V,当Vout为+5V时,V+为Vout * R2/(R1+R2),在上图情况即为2.5V,则当Vin > 2.5V 时,输出翻转,此时V+为-2.5V,只有当Vin < -2.5V时输出才能再次翻转。 

  滞回曲线如图

  

  输入输出波形如下(模拟环境,蓝色输入,绿色输出)

   

 

标签:R1,R2,Vin,Vout,应用,放大器,输入
来源: https://www.cnblogs.com/Dumblidor/p/6376497.html