“运行”放大器

在数字电子技术出现之前，计算机被建立以通过采用电压和电流来电子方式来电来表示数量。这对于模拟物理过程特别有用。例如，可变电压可能在物理系统中表示速度或力。通过使用电阻电压分规和电压放大器，可以容易地对这些信号进行分割和乘法的数学操作。

微积分衍生物函数是计算电容器电流的基础

的反应性质电容器和电感器对通过微积分函数相关的变量的模拟来宽松。记住如何通过电容器的电流是电压的变化率的函数，以及如何在微积分中指定变化率导数？嗯，如果将电容器两端的电压表示对象的速度，则通过电容器的电流将表示加速或减速该物体所需的力，电容器的电容表示对象的质量：

这种模拟电子计算的微积分衍生物函数在技术上被称为差异化，并且它是电容器电流相对于施加的电压的电流的自然功能。请注意，此电路不需要“编程”来执行作为数字计算机的相对高级的数学函数。

与复杂的物理系统相比，电子电路非常简单且便宜，因此这种模拟电子仿真广泛用于机械系统的研究和开发。然而，对于现实仿真，在这些早期计算机中需要高精度和易于配置的放大器电路。

差分放大器相对于单端放大器的优势

在模拟计算机设计过程中发现，具有极高电压增益的差分放大器比具有定制增益的单端放大器更好地满足这些精度和可配置性的要求。使用简单的组件连接到高增益差分放大器的输入和输出，几乎任何增益和任何功能都可以从电路中获得，总体上，无需调整或修改放大器本身的内部电路。这些高增益差分放大器后来被称为运算放大器或者，由于它们在模拟计算机的数学运算中的应用程序，因此OP-AMPS。

OP-AMPS的一些功能

现代的OP-AMPS.就像流行的741型一样，它也拥有高性能、廉价的集成电路。它们的输入阻抗相当高，741的输入输出电流在半微安(最大)范围内，而对于使用场效应输入晶体管的运放来说则要小得多。输出阻抗通常很低，741型大约75 Ω，许多型号都有内置的输出短路保护，这意味着它们的输出可以直接短路到地，而不会对内部电路造成伤害。通过运放内部晶体管级之间的直接耦合，它们可以像放大交流信号一样放大直流信号(达到一定的最高电压上升时间限制)。除非需要高功率，否则要设计一个类似的离散晶体管放大器电路来匹配这种性能，将花费更多的金钱和时间。由于这些原因，运放在许多应用中几乎已经淘汰了分立晶体管信号放大器。

下图显示了在8针浸在8针浸泡时的单个OP-AMPS（包括741）的引脚连接（D.ual.一世在线P.ACKAGE）集成电路：

一些型号的OP-AMP来到一个包装，包括流行型号TL082和1458.这些称为“双”单元，通常安装在8针DIP封装中，以下引脚连接：

运算放大器也可提供四个封装，通常是14引脚DIP布置。不幸的是，引脚分配不是这些“四边形”OP-AMPS的标准，因为它们是“双”或单位的单位。有关详细信息，请咨询制造商数据表。

实际运算放大器电压收益的电压增益为200,000或更大，这使得它们几乎无用的是通过自己作为模拟差分放大器。具有电压增益的运算放大器（a_V.)，最大输出电压为+15V/-15V，只需75µV(微伏)的差分输入电压即可使其达到饱和或切断!在我们看如何使用外部组件将增益降低到合理的水平之前，让我们研究一下“裸”运放本身的应用。

比较器

一个应用程序被称为比较器。出于所有实用目的，如果（+）输入比（ - ）输入更积极，并且如果（+）输入较低比（ - ）输入。换句话说，OP-AMP的极高电压增益使得它可用作比较两个电压的装置，并且当一个输入超过另一个输入时变化输出电压状态。

在上述电路中，我们具有连接为比较器的OP-AMP，将输入电压与电位计（R₁)。如果V_在下降到r以下电压₁，OP-AMP的输出将饱和至+ v，从而点亮LED。否则，如果v_在高于参考电压时，LED将保持关闭状态。如果Vin是由测量仪器产生的电压信号，这个比较器电路可以作为“低”报警，跳闸点由R设置₁。OP-AMP输出而不是LED，OP-AMP输出可能会驱动继电器晶体管， 一个克拉或能够将电源切换到诸如电磁阀的负载的任何其他装置，以在低报警情况下采取动作。

方波转换器

另一个申请比较器图中所示电路为方波转换器。假设应用于反相(-)输入的输入电压是交流正弦波而不是稳定的直流电压。在这种情况下，只要输入电压等于电位器产生的参考电压，输出电压就会在饱和的相反状态之间转换。结果是一个方波:

对电位器设置的调整将改变施加到非变换（+）输入的参考电压，这将改变正弦波将交叉，改变开/关时间的点，或者占空比广场波：

应该显而易见的是，AC输入电压不必是该电路的正弦波以执行相同的功能。输入电压可以是三角形波，锯齿波或任何其他类型的波，其倾斜地从正到负于负数到正数。这种比较器电路对于创建不同占空比的方波非常有用。这种技术有时被称为脉冲宽度调制或pwm（不同，或调制根据控制信号的波形，在这种情况下，由电位计产生的信号）。

条形驾驶员

另一个比较器应用是柱状图驱动程序。如果我们有一些运算放大器连接比较器,每个都有自己的参考电压连接到反相输入,但每一个监控电压同相输入信号,我们可以建立一个酒吧graph-style计等是常见的立体声调谐器和图形均衡器。随着信号电压(代表无线电信号强度或音频声级)的增加，每个比较器将依次“打开”，并将电源发送到各自的LED。当每个比较器在不同级别的声音下“打开”时，发光二极管的数量将表明信号有多强。

在上面所示的电路中，当输入电压在正方向上增加时，LED1将是第一点亮。随着输入电压持续增加，其他LED会连续亮起，直到所有人都被点亮。

这种非常相同的技术被用于一些模拟-数字信号转换器，即闪存转换器，将模拟信号量转换为代表数字数的一系列上/关闭电压。

审查：

• 三角形是放大器电路的通用符号，宽端表示输入和窄端表示输出。
• 除非另有规定，全部放大器电路中的电压参考常见的地面点，通常连接到电源的一端。通过这种方式，我们可以说，在实现电压总是在两点之间测量的同时，“在”一根电线上有一定数量的电压。
• 一种差分放大器是一个放大电压区别在两个信号输入之间。在这样的电路中，一个输入倾向于将输出电压驱动到输入信号的相同极性，而另一个输入恰好相反。因此，第一个输入被称为同相（+）输入，第二个被称为反转(-)输入。
• 一个运算放大器（或短AMP短）是具有极高电压增益（a的差分放大器）（a_V.= 200,000或更多）。它的名称从其原始用途中的模拟计算机电路（执行数学操作）。
• OP-AMP通常具有非常高的输入阻抗和相当低的输出阻抗。
• 有时运算放大器用作信号比较器，工作在完全截止或饱和模式取决于哪个输入(反相或非反相)具有最大的电压。比较器用于检测“大于”信号条件(将一个与另一个进行比较)。
• 一个比较器应用程序被称为脉宽调制器并且通过将正弦波AC信号与DC参考电压进行比较来进行。随着调整DC参考电压，比较器的方波输出改变其占空比（肯定与负时间）。因此，DC参考电压控制，或调制输出电压的脉冲宽度。

相关工作表：

• 基本运算放大器工作表