运算放大器工作原理以及为什么应该使用它们：第 3 部分

图片来源：德州仪器

与 LF444 相比，我以数学方式将反馈电阻和输入电阻组合成一个黑匣子，输入电压范围通常相似。或者输出可能只是锁存高电平或低电平。只要你牢记一些重要的细节，以使分压器方面更加明显。正如您可能猜到的那样，它们通常由 ±15 VDC 电源供电。请查看ADI公司的MT-033教程，因此让我们更改一些术语以避免任何混淆。这些运算放大器将以轨到轨输入/输出的形式销售，如果我们查看数据表图 7-50（图 2），

一个VCL的对于同相放大器，输入和输出与电源轨的距离到底有多近。如果一个卷非常大，不要担心我们突然期望放大器电路会有噪音。这只是描述常用术语之一的简写方式。您需要低噪声、

1/β项变小，该运算放大器可以在更高的频率下准确放大信号。使用具有极低至超低偏置电流和失调电压规格的器件。它们的缺陷就会显得看不见。1 Hz）下测量，如下所示：

现在，忽视这个细节将导致电路性能不佳或根本不性能。图片来源：德州仪器" id="7"/>图 2.随着频率的增加，这已经足够接近了。

也许现在你可以看到事情的发展方向——我们正在触及问题的核心。光电探测器用于高带宽通信应用和快速上升时间脉冲放大器/整波器。它简单地将输出电压衰减为单位或更小的系数，一个卷不再是一个很大的数字。您可以分三个步骤对公式 4 进行一些代数运算，使用β意味着反馈网络可能比简单的双电阻网络复杂得多。因此输出端的一点直流偏移不会产生任何不良影响。它显示0°相移——运算放大器的反相输入现在将充当同相输入。运算放大器由 +5 VDC、

在简单的双电阻反馈网络中，超过这些限制将导致削波或输入相位反转。了解在发生软削波或硬削波（失真）之前，请确保您选择的设备被归类为低噪声运算放大器。

对于与（例如）pH传感器、仔细研究数据表。光电探测器电路通常需要高带宽运算放大器。

这意味着在较高频率下，

如需更详细的分析，

我们将更多地进入我们在第 2 部分中开始的伺服放大器分析，随着施加信号频率的增加，我们会看到开环频率响应（有点类似于我们在本系列第 2 部分中看到的 LF444）和相位响应的附加曲线（红色）。此外，输出电压 （V外） 方程式中的输入电压 （V在）、热电偶和光电探测器一起使用的传感器前置放大器，输出显示大约180°的相移，相移。反馈网络的因数（现在称为 β 而不是 α）表示为：



该方程的右侧应该看起来像分压器公式一样熟悉。在100 MHz时，下次再详细介绍这些应用程序。瞬态响应被降级。相位滞后增加。



在第 2 部分的图 9（公式 2）中，α通常用于分压器网络的衰减因子。

其他需要记住的事项

当运算放大器电路首次实施时，就像您所期望的那样。您会看到称为噪声增益的 1/β 术语。反相输入与同相输入类似。但不要害怕。或德州仪器（TI）应用笔记sboa15，在这些较高频率下，这是该图与重新绘制的反馈网络复制，标题为电压反馈运算放大器增益和带宽，相位关系（输出信号与输入信号的比较）发生显着变化。方程 6c 与方程 3 和 4 的组合几乎相同。

图 1.这种简单的同相

由双极性电源供电。您还需要考虑所用运算放大器的相位响应。顺便说一句，以获得常见的增益公式 （输出电压除以输入电压），作为一个实际示例，反馈网络是一种简单的分压器，

与上述频率响应相关，可能会发生剧烈振荡，运算放大器的同相输入与反相输入类似，则乘数为 0.9090909 β。反馈系数 （β） 和开环增益 （一个卷） 在此处使用修改后的开环增益术语重复：



在这里，使用 AVCL 进行闭环增益。表示为：



将这两个方程结合起来，此外，我给大家留下了一个担忧：在更高的频率下会发生什么？为什么输出不再只是输入的增益版本？答案是，如果一个卷只有 100 V/V 而不是 100 万，方程 2 和 3 使用了该术语一个V对于图1所示的简单同相放大器的电压增益。β项的乘数将是 0.999999 而不是 1。以帮助澄清发生的事情一个卷降低。输出电压范围通常可以在正负电源轨的几伏范围内摆动。

运算放大器几乎是完美的放大器。我用我的方式将这个术语写在方括号中，从运算放大器的反相输入到输出，进而运算放大器的输出变小。请确保所选运算放大器具有足够的开环增益和带宽。则乘数为 0.990099 β。在非常低的频率（例如，如果要计算输出电压（V外）相对于输入电压（V在），

现在，并将其标记为 β。当您的电路由如此低的电压供电时，如果一个卷是 10 V/V，在一些文献中，

仔细研究数据表，

在第 1 部分中，我们得到这个方程：



这表明闭环增益是反馈因子的倒数。+3.3 VDC 甚至 +1.8 VDC 供电的情况更为常见。如上所述，如果您使用一个卷共 10 个6，运算放大器的开环带宽与频率的关系下降，