模电——基本运算放大器原理[通俗易懂]

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

★运算放大器电路图标：

Vp：同相输入端

Vn：反向输入端

Vo：输出端

1.同相输入端与反向输入端的意义。

同相位 Vp Vn Vo 上升 接地或稳定的电平 上升 下降 接地或稳定的电平 下降	反相位 Vp Vn Vo 上升 接地或稳定的电平 下降 下降 接地或稳定的电平 上升

 

2.运算的放大倍数为无穷大（∞）。 

3.运算放的反向输入端电压永远等于同相输入端电压。

∵ Vin = Vp – Vn 且 Vout = A × Vin（A：为放大倍数）

又 ∵ A = ∞，Vin = Vout / A

∴ Vin => 0

结论：Vp = Vn

 

☆例1：

解释：因为反向端电压永远等于同相端电压，所以Vout也为0.1V等于输入（电压跟随器），主要就是运放是输入阻抗无穷大，输出阻抗几乎为零。

 

☆例2：

又因为Vc=Vp    ，可以求得Vo。

解释：根据反向端永远等于同相端的基本原理，此时反向端电压为0.1V，又因为在1K电阻上的分压为0.1V，那么在100K电阻上的分压将为10V，故Vo输出电压为100K与1K电阻分压之和，为10.1V。

 

☆例3：

解释：电路输入为24V直流电源，经过C1滤波，经R1、D2稳压管进行稳压，稳压在2.5V，同时在稳压管两端并联一只10K的可调变阻器，可调范围为：0V – 2.5V，又如图所示，运放的同相端接在滑动变阻器的抽头上，所以，同相端的电压变化范围也为：0V – 2.5V，运放的反向端接R2与R3分压中间，故在R3的1K电阻上电压变化范围为：0V – 2.5V，那么在R2上电压变化范围为：0V – 12.5V，输出电压为R2+R3上的电压总和，故为0V – 15V的变化范围。

 

4.运算的输入阻抗为无穷大，也就是说运放输入电流为零。

解释：运放同相端接地，那么反向端电压将为0V，100K电阻上左边1V右边0V，有电势差，则有电流流过100K电阻，但由于运放的输入阻抗为无穷大，几乎没有电流流进运放，所以电流将流过1000K电阻，那么1000K电阻上的电压为10V，由于输出端比GND的电势低，所以输出为-10V（负压）。

解释：运放同相端接3V电压，那么反向端电压也为3V，2K电阻上左边5V右边3V，又电势差，则有电流流过2K电阻，但由于运放的输入阻抗为无穷大，几乎没有电流流过运放，所以电流将流过10K电阻，那么在10K电阻上的电压为10V，Vout对地的电压是Vout ⇒ A ⇒ B ⇒ GND，所以，Vout = （-10V）+3V = -7V。

 

★总结如下：

1.同相输入端与反向输入端的意义：

（1）、在反向端电压一定时，输出的波形与同相端相位相同。

（2）、在同相端电压一定时，输出的波形与反向端相位相反。

2.运算的放大倍数为无穷大（∞）。

3.运算放的反向输入端电压永远等于同相输入端电压。

4.运算的输入阻抗为无穷大，也就是说运放输入电流为零。