运算放大器电路设计

CHANBAEK 2023-11-21 2015

描述

运算放大器是电路设计中十分常用的工具，利用运算放大器的特性（输入阻抗高，一般可以达到兆级，输出阻抗接近于0）可以实现很多具有独特功能的电路。而且特别值得注意的是，运放的虚短与虚断特性只有在运放处于深度负反馈的情况下才成立（也就是运放工作在其线性工作区时。）

放大器

如上图所示，这是一个放大电路，当该运放LM358工作在线性放大区时，运放具有虚短和虚断的特点，也就是5点的电压与6点的电压相等，而且经过5点和6点的电流为零。由此两点，可以推算得出

放大器

也就是说，只需要对电阻R3、R4的阻值进行调整，我们就能得到各种不同的放大倍

数。

放大器

如上图是一个电流放大电路，此电路的功能时将流过电阻R4的电流转化成电压值进行放大。

此电路的分析：运算放大器A的正相输入由VCC在R1和R2上的分压提供，由于运放Ａ的虚短，所以运放A的两个输入端３和２具有相同的电压。由于运放B的虚断，没有电流从B的输入端5进入，所以流过电阻Ｒ４的电流与流过电阻Ｒ３的电流相等。流过R3的电流可以有2端（也就是3端）的电压除以R3的阻值得到。运放B是一个电压跟随器，此处的作用是利用了运放（电压跟随其）的高输入阻抗把电阻R3上的电压钳住。后半段的电路时上面介绍的放大电路，可以通过把R5、R6、R7、R8的阻值调整到合适的数值，使得运放CB的输出为该放大电路输入两端差值（Vb-Vd）的放大，放大倍数为（R8/R7）。注意此处运放CB的输入是Vb与Vd，由于电压跟随器C的作用，Vd=Va，所以运放CB的输入其实是（Vb-Va），也相等于电阻R4上的电压。故而，此电路最后的输出（R9两端的电压）就是R4上的电压的（R8/R7）倍的放大。由此可以计算出R4上的电压，也可以得到R4上的电流，实现将R4上的小电流信号放大的功能。

本电路仅仅说明了运放电路在实际电路中是如何工作的，但是真正需要对小电流进行采集、测量的时候，还需要很多抗干扰电路。

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