运算放大器的作用就是放大信号。传感器+运算放大器+ADC+处理器是运算放大器的典型应用电路,此电路对于微弱信号的放大,只用单个放大器难以达到好的效果,必须使用一些较特别的方法和传感器激励手段,而使用同步检测电路结构可以得到非常好的测量效果。这种同步检测电路类似于锁相放大器结构,包括传感器的方波激励,电流转电压放大器,和同步解调三部分。

运算放大器作用

 

什么是运算放大器

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运算放大器电路图

 

运算放大器电路图

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运算放大器电工作原理

运算放大器电工作原理如下

运放有两个输入端 a(反相输入端),b(同相输入端)和一个输出端 o。也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端。当电压 U- 加在 a 端和公共端(公共端是电压为零的点,它相当于电路中的参考结点。)之间,且其实际方向从 a 端高于公共端时,输出电压 U 实际方向则自公共端指向 o 端,即两者的方向正好相反。当输入电压 U+加在 b 端和公共端之间,U 与 U+两者的实际方向相对公共端恰好相同。为了区别起见,a 端和 b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性。电压的正负极性应另外标出或用箭头表示。反转放大器和非反转放大器如下图:

 

运算放大器电工作原理

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运算放大器电工作原理

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一般可将运放简单地视为:具有一个信号输出端口(Out)和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元,因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。 


运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。对于双电源供电运放,其输出可在零电压两侧变化,在差动输入电压为零时输出也可置零。采用单电源供电的运放,输出在电源与地之间的某一范围变化。


运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值,而低于正电源某一数值。经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化,甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。这种运放称为轨到轨(rail-to-rail)输入运算放大器。

 
运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比,在音频段有:输出电压=A0(E1-E2),其中,A0 是运放的低频开环增益(如 100dB,即 100000 倍),E1 是同相端的输入信号电压,E2 是反相端的输入信号电压。