公共运算放大器（OP-AMP）应用

术语 ”运算放大器指的是在模拟和混合信号应用中经常使用的各种集成电路。运算放大器无疑是电气工程师可用的最有用和最通用的元件之一。

这些设备相对容易理解和实现，并且它们可以合并到从最基本的模拟缓冲器到高阶滤波器和复杂信号发生器的电路中。

电压跟随器

顾名思义，电压跟随器是输出电压跟随输入电压的电路。换句话说，\(V_{OUT} = V_{In}\)。如下图所示，运算放大器是唯一需要的组件。

电压跟随器是一个良好的提醒，即运算放大器的值远远超出放大。实际上，我们经常设计非旨在增加输入信号的幅度的OP-AMP电路。在电压跟随器的情况下，所需的功能正在缓冲。

一个op-amp.使一个优秀的缓冲器，因为它提供非常高的输入阻抗和非常低的输出阻抗。当我们的目标是有效地传递电压信号时，这正是我们想要的:高输入阻抗使电压跟随器兼容各种各样的源电路，低输出阻抗使它兼容各种负载电路。

下面的列表总结了运放电压跟随器的特性:

• 单位增益(即\(V_{OUT}/V_{IN} = 1\))
• 高输入阻抗
• 低输出阻抗
• 没有逆相

反相放大器

运算放大器，当考虑为一个独立的组件时，是一个具有极高增益的差分放大器。然而，我们通常不使用运放作为高增益放大器。相反，我们使用负反馈配置将运算放大器转换为低增益放大器电路，其中输入输出关系依赖于外部无源组件。

下面如下所示的配置称为反相放大器，是基于基于基于AP-AMP的放大电路之一。

负反馈动作导致该电路的增益几乎完全独立于OP-AMP本身的增益。此外，我们可以通过选择两个电阻的值来精确控制增益。反相放大器还反转输入信号 - 也就是说，它在输入和输出之间产生180°的相移。

反相放大器的行为总结如下：

• 逆变和放大输入信号
• 增益= \（ - r_f / r_1）
• 低输出阻抗
• 输入阻抗等于\（r_1 \），因此不一定高

有源滤波器

在许多应用中，我们可以充分衰减信号的高频分量，而不是电阻器和电容器。在基本RC低通滤波器上提高一种方法是添加缓冲区，如下图所示。

这电路只是一个RC滤波器,再加上一个电压跟随器来改善输出阻抗,但它确实带给我们更近一步一个活跃的过滤器,过滤操作的电路依靠一个放大组件和无源元件。

主动滤波器很重要，因为它们提供了实现了实现二阶滤波器的改进频率响应的有效且方便的手段。工程师经常使用重要频率接近需要抑制的频率的信号，而二阶（或高阶）滤波器用于在具有低电平的频率响应部分之间实现更快的转换衰减和高衰减的频率响应部分。

下图显示了一个例子主动低通滤波器基于广泛使用的Sallen-Key拓扑。

电流 - 电压转换器

运算放大器是将电流信号转换为电压信号的一种简单而有效的方法。最基本的实现，如下图所示，除了运放，只需要一个电阻器。

输入电流加到反相输入端，运放产生一个输出电压，输出电压的大小等于电流乘以反馈电阻(\(R_F \))。

也许电流-电压转换器(也称为跨阻放大器)最常见的应用是如下所示的光电二极管电路。

光电二极管产生与光强度成比例的电流，并且因此，整个电路产生与光强度成比例的电压信号。

总结

• OP-AMPS非常多功能，用于各种电子电路。
• 电压跟随器是仅需要运算放大器的简单电路;它用作有效缓冲区，因为它具有高输入阻抗和低输出阻抗。
• 一个反相放大器由一个运放和两个电阻组成。运放提供放大，但电阻的值决定增益。
• OP-AMP可以与电阻器和电容器配合工作以产生二阶频率响应;这些电路称为有源滤波器。
• 与一个反馈电阻组合的OP-AMP创建接受来自电流源的输入信号的电路，并产生相应的输出电压。