硬件——简易讲解运放。

前言:

           虽然本博客主要是讲解单片机的不过对于初学电子的人员而言。一定的硬件知识是必须的。而且书本上的教学方式太正确,太具体一本厚厚的模拟电路。吓都吓死人了。让人摸不到重点。太具体 让我们不知道到底在讲什么。现在我以应用的角度去分析,让大家拿到一个运放电路就知道他是做什么的。

旁敲侧击:

          首先我们不看运放先看看别的电路 下面是一个典型的电阻分压电路 如果VCC是5V那么A点的电压是怎么确定的。

           先算出电流 I= Vcc/R1+R2   然后算出A点的电压 Va=IxR2.  如R1和R2阻值都是确定 对于这电路中因为R1,R2电流都一样,这样只要知道任意两处的电压剩下一处的电压我们就可以计算出来。比如 上面我们知道 VCC电压为5V GND为0V  A点电压就可以计算出来。 同理如果知道A点电压 GND为0V  VCC的电压同样可以计算出来。如果这个可以理解就可以往下面继续学习了。

     硬件——简易讲解运放。_第1张图片

立主脑:        

              学电子的东西一定要先抓住根本,先不要去管加法 积分 什么电路,只要抓住跟本原则 虚短 虚断,去分析电路就行。

              虚断是运放两输入端 没有电流的。(虽然事实上有但极小分析电路的时候就当成没有)

              虚短是运放两输入端 就好像短路一样。电压是一样的。

电路实例分析:

   同相比例运算电路的分析

               电压分析信号由Ui输入 比如是1V 也就是说正(+)输入端电压为1V  那根据虚短 那 负(-)输入端电压也是1V

               根据虚断 正负输入端是没有电流。所以 电流是从 Uo 流过 RF 流到R 到地。 这样就和我们上面讲的分压电路计算方法一样了。

                我就可以将运放电路看成右图一样了。我们知道了 RF和 R的阻值 和 正输入端电压 和 GND 0V 电压,就可以计算出Uo的电压了。

                 计算步骤          1,先算电流   I= Ui/R

                                           2,算出电压   I= (Uo-Ui)/R  =>  Uo=IR+Ui

             硬件——简易讲解运放。_第2张图片硬件——简易讲解运放。_第3张图片

             

             反相比例运算电路的分析

            同样根据虚短   正(+)输入端电压接地所以是0V ,所以那 负(-)输入端电压也是0V

             根据虚断 , 正负输入端是没有电流。就当成 正负输入端没有和任何电路连接 这样我们就可以把电路看成如右图 

              计算步骤           1,先算电流        I= Ui/R1

                                         2,再算电压        I= (0-Uo)/R1  =>   -Uo=IR1  

                从上面得知输出电压和输入电压是相反的。当然这只是公式的理解方式。 

               我们也可以换个角度来理解为什么Uo是相反的。

               1,判断电流方向,串联电路电流相同。 比如Ui 是5V  由于R1的另一端是负极。所以电流方向就是箭头标的方向。

               2,下面的Ui 是 5V  中间的是0V  电流总是从高电压流向低电压,所以Uo肯定必须比 0v的电压还低。  

               

 硬件——简易讲解运放。_第4张图片硬件——简易讲解运放。_第5张图片

      从上面的讲解中总结出  

           1,先用虚短确定负输入端的电压

           2,然后用虚断简化掉电路进行分析

           3,先算出电流

           4,算出输出电压

积分和微分运算电路:

          像我们这样对高数恐惧的人们,一看到积分和微分这两个名称就够吓人的。不过要理解什么是积分和微分运算电路,就要先理解当存的积分电路和微分电路是怎么回事

          积分电路:简单的说就是电容充放电电路 

          输入端VIN 输入  5V~0V的方波,输出端Vout输出三角波。 这是怎么一个过程呢其初电容没有电,输入5V的高电平  然后电容上的电压就慢慢一点一点往上升,然后输入0V的低电平 电容就开始放电 电容上的电压就慢慢的往下降这就是形成了三角波。  

         硬件——简易讲解运放。_第6张图片

          微分电路:就是电容通交阻直的一个结果

         比如 输入端一直稳定在5V 或者 0V 的时候Uo是没有任何电压输出的。

          如果突然5V变到0V这个瞬间为交流电。电流从电容通过。然后电就慢慢放掉了。

          如果突然从0V变到5V这个瞬间为交流电。电流从电容通过只是为负电压。然后电就慢慢放掉了。

          硬件——简易讲解运放。_第7张图片

          理解了基本的积分和微分电路

         我们就以积分运算电路为例子进行讲解。

          根据虚短虚断我们可以把电路看成如右图一样,电路中间被固定成0V 那么如果输入正电压 也将和反比例运算电路一样输出为负电压。

           也就是说输出与一般的积分电路电压完全相反的三角波。   

          硬件——简易讲解运放。_第8张图片硬件——简易讲解运放。_第9张图片

         

        

       

         

非线性区间工作:

           上面讲解的只适用于运放处于线性工作区间,就是引入负反馈时候的电路分析

           如果运放处于非线性区间最典型的应用就是比较器

           大家只要在运用的时候记住 正输入端高于负输入端电压的时候输出高电平

                                                             正输入端低于负输入端电压的时候输出低电平。

            

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