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運算放大器

科目:

  • 運放介紹
  • 創造性的放大器
  • 非發明放大器
  • 差分/差分放大器
  • 庫存加法器

運放介紹:
Opamp代表運算放大器; 在荷蘭語中,這意味著:運算放大器。 運算放大器用於具有非常高增益因子的積體電路(例如電腦中的印刷電路板),可放大輸入電壓(例如感測器的輸入電壓)。 然後,放大後的訊號適合作為控制裝置(例如ECU)的輸入訊號。 放大倍率可高達100.000萬以上。
可以透過使用電阻來降低放大係數,從而使輸出電壓永遠不會超過(之前的)最大值。

圖中顯示了運算放大器的符號。 連接 VS + 和 VS – 通常被省略。

當運轉兩端出現電壓差且+上的電壓大於-上的電壓時,輸出電壓被放大。 反之,當-大於+時,輸出電壓負放大。 這可以有意識地與創造性的放大器一起使用。 對於發明的放大器,輸出電壓將為負。 運算放大器圖中的加號和減號也會交替出現。 正如現在所描述的運算放大器,它是一個非發明放大器。 輸出電壓將為正。

發明運算放大器:
運算放大器的正輸入接地。 因此正電壓始終為 0。電阻值決定放大係數 (A)。 電壓「U in」可以是放大到連接到U out 輸出的ECU 的感知器訊號。
對於本發明的運算放大器,放大係數可以用以下公式計算:

下面是一個計算範例,其中 U in = 1 V,U in = 4 V。 透過橫向相乘分數,電壓 U in 乘以放大係數。 這將計算輸出電壓 (U out)。

當增益增加(例如增加到 100)時,您會發現 U in 增加最小,U out 增加得非常快。 永遠不要忘記本發明的運算放大器的輸出電壓是負的。

R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω

非冒險運算放大器:
將非發明運算放大器與發明運算放大器進行比較。 顧名思義,不同之處在於此運算放大器不會發明(反轉)電壓。 因此輸出電壓為正。 我們以簡單的方式進行以下計算,將放大係數 A 乘以輸入電壓。

R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω

差分/差分放大器:
差分/差分放大器比較 2 個輸入訊號(U in 1 和 U in 2),然後放大。 下圖比較了 1 中的電壓 U 和 2 中的電壓 U。 它們是 2 伏特和 4 伏特。 它們之間的差異是 2 伏特。 這是透過增益因子放大的,增益因子取決於電阻值 R1 和 R2:

U in 1 = 2 伏
U in 2 = 4 伏

R1=10kΩ
R2=20kΩ
R3=10kΩ
R4=20kΩ

庫存加法器:
計算發明加法器可以透過兩種方式完成。 最簡單的方法是電阻器 R2、R1 和 R2 都具有與範例相同的電阻值(方法 3)。 如果這些電阻器彼此不相等(例如,R2 的值與 R1 和 R2 的值不同),則應使用方法 3:

U in 1 = 0,1 伏
U in 2 = 0,2 伏
U in 3 = 0,3 伏

R1 = 2,5kΩ
R2 = 2,5kΩ
R3 = 2,5kΩ
R4 = 10kΩ

方式一(R1、R1、R2不相等)

方式2(R1、R2、R3相等)