反相、同相OpAmp电压放大器电路

学习数学分析电路需要学习和实践。通常,学生通过大量的实践工作示例问题与那些课本提供的检查他们的答案或老师。虽然这是好的,有一个更好的方法。

你会学到更多构建和分析实际电路,让您的测试设备提供“答案”,而不是一本书或另一个人。成功circuit-building练习,遵循这些步骤:

1. 前仔细测量和记录所有组件值电路结构。
2. 画出电路原理图,进行分析。
3. 精心构建这个电路试验板或其他方便的媒介。
4. 检查电路的准确性的建设,每个线每个连接点,并验证这些元素在图上一个接一个。
5. 解决数学分析电路,电压和电流的值。
6. 仔细测量电压和电流,来验证你的分析的准确性。
7. 如果有任何实质性的错误(超过百分之几),仔细检查你的电路的建筑图,然后仔细计算值和re-measure。

避免使用741型运放,除非你想挑战你的电路设计能力。有更多的通用运算放大器模型一般适用于初学者。我推荐LM324直流和低频交流电路和TL082涉及音频或更高频率的交流项目。

像往常一样,避免极高和极低电阻的值,以避免测量误差引起的计“加载”。我建议1 kΩ至100 kΩ电阻值。

一个方法你可以节省时间和减少错误的可能性逐步开始从一个非常简单的电路和添加组件增加其复杂性分析后,而不是为每个实践构建一个全新的电路问题。另一个节省时间的技巧是重用相同的组件在各种不同的电路配置。这种方式,你不需要测量任何组件的价值不止一次。

写传递函数(输入/输出方程)运算放大器100000年的开环电压增益,反相输入直接连接到输出终端。换句话说,写一个方程描述这个运放的输出电压(V_出)在非反相输入对于任何给定的输入电压(V_在(+)):

然后,一旦你有一个方程,求出综合电压获得\ ((A_v = \压裂{V_{出来}}{V_(+)的{}})\)放大器电路,并计算非反相输入电压的输出电压6伏。

写传递函数(输入/输出方程)的运算放大器的开环电压增益100000和反相输入连接到一个分压器在其输出端(反相输入收到确切的一半输出电压)。换句话说,写一个方程描述这个运放的输出电压(V_出)在非反相输入对于任何给定的输入电压(V_在(+)):

然后,一旦你有一个方程,求出输出电压,如果非反相输入电压为-2.4伏特。

发电机在蓄电池充电系统必须使用监管为了不过度充电电池(ies)连接。这是一个粗糙,基于继电器电压调整器直流发电机:

简单的机电式继电器电路如这一个非常常见的汽车电气系统在1950年的,1960的,1970的。他们操作的基本原则为基础负面的反馈:一个系统采取行动反对任何变化在一个特定的变量。在这种情况下,变量是发电机输出电压。解释继电器工作防止发电机电池过度充电和过度的电压。

机械有一个主意升级汽车的电气系统最初设计6伏操作。他想升级6 volt车前灯,起动电机,电池,等12伏特,但希望保留原来的6伏发电机和监管机构。这里显示的是原来的6伏电气系统:

机械的计划是将所有12伏的6伏加载负载,并使用两个串联的6伏电池,与原(6伏)调节器感应电压的电池只有一个:

解释这个系统是如何运作的。你认为机械的计划是可行的,或有什么问题吗?

计算的总电压增益放大器电路(一个_V),一个比例,单位的分贝(dB)的图。同时,编写一个通用方程计算这样一个放大器的电压增益,由于电阻R的值₁和R₂:

计算所有电压降和电流电路,完成对当前箭头方向和极性电压极性标记。然后,计算整体电压增益的放大器电路(一个_V),比例,图中单位的分贝(dB):

计算所有电压降和电流电路,完成对当前箭头方向和极性电压极性标记。然后,计算整体电压增益的放大器电路(一个_V),比例,图中单位的分贝(dB):

确定在这个电路输入和输出电压:

什么将会改变在这个电路来提高其整体电压增益?

电压增益方程(A_V)在一个典型的非反相、单端opamp电路如下:

在那里,

R₁反馈电阻(连接输出反相输入)

R₂是另一个电阻器(反相输入连接到地面)

假设我们希望改变以下电路的电压增益从5至6.8,但只有改变电阻R的自由₂:

代数操作获得方程解出R₂,然后确定必要的R值₂在这个电路电压增益为6.8。

计算必要的电阻器(R值₁)在本电路给它30的电压增益:

计算必要的电阻器(R值₁)在这个电路,给它一个电压增益为10.5:

预测这个运算放大器电路的操作会影响以下错误的结果。考虑每个故障独立(即一次,没有多个错误):

电阻R₁未开放:

焊锡桥跨电阻R(短)₁:

电阻R₂未开放:

焊锡桥跨电阻R(短)₂:

R之间的断丝₁/ R₂结和反相opamp输入:

对于每个这些条件,解释为什么由此产生的影响将发生。

计算每个阶段的电压增益的放大器电路(分贝)的比例和单位,然后计算总电压增益:

计算每个阶段的电压增益的放大器电路(分贝)的比例和单位,然后计算总电压增益:

多少的影响将改变运放的开环电压增益对吗整体这样的负反馈电路的电压增益?

如果运算放大器的开环增益变化从100000年到200000年,例如,有多大的影响会对电压增益测量的相输入端到输出?

假设一个技术员检查以下电子电路的操作:

她决定测量电阻R1的两侧电压参考,并获得这些数据:

在R1, -5.04伏特电压与参考地。底部一侧R1, -1.87伏特电压与参考地。电阻器R1的颜色代码是黄色,紫色,橙色,黄金。从这个信息,确定以下几点:

电压R1(从上到下):

极性电压R1 (-):

电流通过R1(级):

通过R1电流方向:

此外,解释这个技术会使每一个决定。电路的规则或法律她会申请吗?

跟踪在这个电路电流的方向,并计算的值在输出电压(V_出)和测试点1 (V_TP1输入电压(V)几个值_在):

V在 VTP1 V出 0.0 V 0.4 V 1.2 V 3.4 V 7.1 V 10.8 V

然后,从表中计算值,确定电压增益(_V这个放大器电路)。

计算的总电压增益放大器电路(一个_V),一个比例,单位的分贝(dB)的图。同时,编写一个通用方程计算这样一个放大器的电压增益,由于电阻R的值₁和R₂:

计算所有电压降和电流电路,完成对当前箭头方向和极性电压极性标记。然后,计算整体电压增益的放大器电路(一个_V),比例,图中单位的分贝(dB):

确定在这个电路输入和输出电压:

电压增益方程(A_V)在一个典型的反相、单端opamp电路如下:

在那里,

R₁反馈电阻(连接输出反相输入)

R₂是另一个电阻器(连接反相输入电压信号输入终端)

假设我们希望改变以下电路的电压增益从3.5到4.9,但只有改变电阻R的自由₂:

代数操作获得方程解出R₂,然后确定必要的R值₂在这个电路电压增益为4.9。

计算必要的电阻器(R值₁)在本电路给它的电压增益15:

计算必要的电阻器(R值₁)在这个电路,给它一个电压增益为7.5:

预测这个运算放大器电路的操作会影响以下错误的结果。考虑每个故障独立(即一次,没有多个错误):

电阻R₁未开放:

焊锡桥跨电阻R(短)₁:

电阻R₂未开放:

焊锡桥跨电阻R(短)₂:

R之间的断丝₁/ R₂结和反相opamp输入:

对于每个这些条件,解释为什么由此产生的影响将发生。

这个放大电路有问题。注意输入和输出信号的相对振幅以一个示波器:

该电路用于功能完美,然后开始以这种方式故障:产生一个“剪”过度振幅的输出波形。确定输出电压波形的振幅近似应该这个电路的组件值给定,然后识别问题的可能原因和电路的元素,你知道不能在错。

计算这个运放电路的输出电压(使用负面反馈):

另外,计算电路的直流电压增益。

计算每个阶段的电压增益的放大器电路(分贝)的比例和单位,然后计算总电压增益:

计算每个阶段的电压增益的放大器电路(分贝)的比例和单位,然后计算总电压增益:

有什么可能的好处增加电压缓冲器的前端一个反相放大器,如下示意图所示?

运算放大器电路采用负反馈有时也被称为“电子手段,”因为他们的电压增益可通过机械理解类比的杠杆。解释这个比喻用你自己的话,确定如何杆的长度和支点的位置与一个运放电路的组件值:

比较和对比反相而非反相放大器使用运算放大器电路构造:

怎么这两个一般形式的opamp电路比较,特别是对输入阻抗和电压增益调整的范围?

预测输入阻抗(Z_在)反相运算放大器电路的影响由于以下的缺点。考虑每个故障独立(即一次,没有多个错误):

电阻R₁未开放:

焊锡桥跨电阻R(短)₁:

电阻R₂未开放:

焊锡桥跨电阻R(短)₂:

R之间的断丝₁/ R₂结和反相opamp输入:

运算放大器失去力量:

对于每个这些条件,解释为什么输入阻抗的变化一样。

计算每个阶段的电压增益的放大器电路(分贝)的比例和单位,然后计算总电压增益:

这里是两个不同的电压放大器电路相同的电压增益。他们有更大的输入阻抗,为什么?尽可能给每个电路的输入阻抗的具体答案。

一个简单的“跟随者”电路,提高非反相放大电路的电流输出能力是一组双极结晶体管,连接在一起以“推拉”的方式是这样的:

然而,如果连接如图所示,将会有重大的错误引入opamp的输出电压。不再将最终的输出电压(测量在负载)的精确3:1多个输入电压,由于0.7伏特下降了晶体管活跃模式:

有一个非常简单的方法完全消除这种误差,在不增加任何额外的组件。修改相应的电路。

一个学生希望构建一个可变增益放大器电路使用一个运算放大器和电位计。这个电路的目的是作为一个小型扬声器的音频放大器,所以他可以听数字音频播放器的输出,而无需使用耳机:

在确定形式构建项目之前,学生在无焊料的原型试验板,以确保它的功能。这是一件好事,他决定这样做浪费时间在一个最终版本之前,因为它听起来太可怕了!

当演奏一首歌,学生可以通过耳机听到声音,但它是非常扭曲。把电路老师寻求帮助,老师建议补充如下:

电路添加这些组件之后,伟大的工作。现在,音乐可以听到演讲者没有明显的失真。

解释的额外组件执行什么功能,电路不工作,最初建立的原因。

这个放大电路有问题。尽管正常的音频信号振幅检测测试点1 (TP1),没有在音频信号输出测量”杰克:

接下来,你决定检查的好信号测试点3 (TP3)。那里,你找到0伏特AC和DC不管设置的音量控制。

从这个信息,制定一个计划本电路故障排除,回答下列问题:

你希望什么样的信号测量TP3 ?

你的下一步是什么故障诊断电路吗?

有任何元素的电路正常工作你知道吗?

你认为会是最什么可能失败,假设这电路曾经很好,突然停止了所有在它自己的工作吗?

两者之间的连接电阻和运算放大器的反相输入通常被称为虚地,它和地面之间的电压(几乎)广泛的电路条件:一分之零

如果运算放大器驱动到饱和,不过,“虚地”将不再是在地面的潜力。解释这是为什么,什么条件(s)可能会导致这样的事情发生。

提示:分析所有下列电路电流和电压下降,假设一个opamp摇摆它的输出电压轨到轨的能力。

同样的问题输入偏置电流影响opamp电压精度的缓冲电路也影响非反相opamp电压放大器电路:

在缓冲电路的电压解决这个问题,我们添加了一个“补偿”电阻:

解决同一问题的非非反相电压放大器电路,我们必须仔细选择电阻R₁和R₂所以,他们的并联等效等于电源电阻:

当然,我们还必须确保R的值₁和R₂使电路的电压增益是我们想要的。

确定值R₁和R₂给7时的电压增益补偿电阻1.45 kΩ来源。