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LM324的运放芯片的放大电路(四运放)运算-简单理解

时间:2021-01-01 07:42:57

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LM324的运放芯片的放大电路(四运放)运算-简单理解

LM324是四运放集成电路,S0P-14封装,内部包含四组形式完全相同的运算放大器, 除电源共用外,四组运放相互独立。(首先得知道,lm324是读取数据的)

每一组运算放大器可用图 1 所示的符号来表示;

它有 5 个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同

顺带补充一下续短与虚断,集成运发都是基于虚短和虚断的(理想物理模型),由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80dB以上,而运放的输出是有限的,一般在10V-14V以上,因此运放的差模输出电压不足1mV,两输入端近似等电位,相当于‘短路’,开环放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等

虚短:就像两个输入端短接在一起,两输入的的电位相等(同相电压=反相电压),而实际却没有的短接的。虚短的必要条件是运放引入深度负反馈,集成运放的线性应用时候,可近似的认为uN-uP=0,uN=uP时,即反相与同相输入端相当于短路,故称虚假短路,简称'虚短'

虚断:虚端指在理想情况下,流入集成运算放大器输入端电流为零,这是由于理想运算放大器的输入电阻是无限大,就好像运放两个输入端之间开路,但,事实上并没有开路,称为'虚断',当两个输入端的输入电流为零,即iN=iP=0时候,可任务反相与同相输入端之间相当于断路,称为虚假断路。

由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上,因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流,故通常可以把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。

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上图直接带公式,即拿即用

公式:Vout=R2/R1*(V+—V-)=100/3*(V+—V-)

文字说明:电路只有两个输入,并且R1=R3,R2=R4(说明了该运放运算电路参数对称),证明了这是一个差分比例运算电路(33.3倍数),微调成一些电阻的参数可以改变放大/缩小的倍数.

一个放大器的输入信号源和这个放大器的输出电压,都可以用图中虚线框起的部分来等效,即一个电压源和一个内阻的串联;而图中的电阻R可以是这个放大器的输入电阻或放大器所要接的等效负载。

放大:若输入信号源的电压和内阻是不变的,则放大器的输入电阻越大(即高输入阻抗),从信号源取得的电流就越小,而在信号源内阻上的压降也就越小,信号电压就能以尽可能小的损失加到放大器的输入端。当输入电阻很小时,情况正好相反。当然,通常用的是放大情况。

缩小:相同的分析思路,若放大器的输出电阻越小,信号源电压(放大器的输出电压)在内阻上的损失也越小,负载就会获得尽可能高的输出电压,常称之为“负载能力强”。这里不包括负载需要获得最大功率的情况。

因此在需要电压放大的场合,需要输入电阻高而输出电阻低的放大器。

理想的电压放大器输入电阻无穷大输出电阻0

即使是实际中用的也有好几百兆欧,具体计算就要看运放里面的Ri了

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