差分运放.docx

差分运放差分接法:差分放大电路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 梦兰 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+5±12V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，而“”端的电压又等于Vo在Rf和R2上的分压， 所以有： ViV0×R2/(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+R4) * R4/R2V2 R2/R1 V1 对于R1=R3 R2=R4 Vout=V2 R2/R1*V1 可见，上图的结果是有错误的。而下图的结果是对的： Vout=Ui1-5Ui2