运算放大器 IC (OP-AMP)

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运算放大器 IC (OP-AMP)

运算放大器 IC(Op-Amp IC)可用于放大较弱的电压和电流。

例如,信号发生器的输出是10微安的电流和3伏的振荡,但我们的电路需要3伏的信号和3毫安的电流。 通过使用运算放大器,我们可以提供所需的电流,而无需改变信号电压。

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运算放大器 IC 结构

在前面的文章中,我介绍了 IC(集成电路),这里我将讨论 LM741 OP-Amp IC的内部结构/电路。

其他运放IC的性能大体相同。

我们从该 IC 的引脚顺序开始:

operational amplifier lm741

该运算放大器的原理图如下所示:

operational amplifier 运算放大器

引脚 8 为 NC,这意味着不应连接到任何地方。 引脚 1 为偏置引脚,一般不需要该引脚。

此外,在简化/概念原理图中,无需绘制电源引脚(4 和 7)。

该 IC 的主要职责是对信号执行数学运算,但由于该 IC 的有趣特性,它也可以用作振荡器。

IC 引脚

7(Vcc+)和4(Vcc-/Vss/GND):这些引脚与IC电源有关。 LM741的最佳电压在9V至20V之间。

3 (IN+):该引脚的输入电压将从输出引脚同相输出。 该输入引脚也称为“同相输入”。

2 (IN-):该引脚的输入电压将从输出引脚反相退出。 该输入引脚也称为“移相器输入”。

6(输出 / output):此处显示施加在其他引脚上的信号的结果。

现在我们来看看该IC的内部电路原理图:

operational amplifier lm741 chip 运算放大器

分析完上面的电路(一定要这样做),你会发现如果2脚断开,3脚就没有输出的作用。

如果 IC 通电,引脚 2 将降低 IC 的预设输出。

引脚3的作用只是将引脚2的输入电压发送到输出,从而使减少的输出增加。

如果 IC 完全平衡,如果输入电压相等,则输出电压将与未连接引脚时的电压相同。

为了更好地理解这一点,请在输入上尝试不同的电压,并使用万用表测量 LM741CN IC 的输出电压。

交流信号和 运算放大器

假设 2V 电压通过一条线路,我们用这个 IC 将其减少一半,现在我们有 1V 输出。 如果输入变为 3 伏,则输出将为 1.5 伏。

在交替信号中,也是一样的。

如果我们的目标是放大信号,则其所有点都会乘以放大系数,并将在输出中显示。

电压的数学运算由运算放大器 IC 执行。

反馈 (feedback)

反馈是指组件的一个输入引脚由其输出供电的情况。

例如,在运算放大器中,将输出引脚连接到移相器输入(直接或通过电阻器)。

通过使用反馈,您可以得出有关引脚之间电压的逻辑,其中一种反馈布置在以下电路中:

operational amplifier feedback 运算放大器

获得 Gain = 1 + R1/R2

显然,如果移相器的输入电压降低,电压放大的效果也会降低,而如果其电流降低,由于输入引脚的电阻较高,电压放大率会很高。

利用这一性质可以制作加法器、乘法器、减法器、积分器、导数等数学电路。

电压跟随器(缓冲器 / Voltage follower / buffer)

如果 R1 为 0 欧姆(短路)并且我们移除 R2,则所得电路称为电压跟随器。

在这种情况下,输出电压将等于输入电压,但电流将被放大。

  • 在这种情况下,运算放大器IC的输出最重要的特性是其电流稳定性,如果输入变弱,输出几乎保持恒定。

过滤器 (Filters)

如果在LM741CN后放一个330欧姆的电阻器,则可以认为输出电阻为1000欧姆,如果IC后的电阻大于3300欧姆,则IC的输出电阻等于IC后相同数量的 电阻器

运算放大器简化了计算。 您也可以使用 晶体管放大器 来更轻松地计算。

op-amp filter 运算放大器

上述电路是一个中通滤波器电路,频率设置为1000Hz,并利用该IC的电流放大功能制成。

IC 的 正 输 入 端 最 好 使 用 负 载 电 阻。

信号放大电路

在 下 面 的 电 路 中,VG1 中 生 成 的 信 号 电 流 被 放 大:

op-amp signal buffer

 

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