什么是运算放大器?运算放大器工作原理图解

运算放大器是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器,其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。(简单的理解就是通过这个原件能实现输入信号的数学运算)

正好我用一个实际的例子来讲,下图是我之前用来驱动激光的一个原理图,看似很复杂不用怕,一步一步来。首先要知道这个电路是干什么用的,我上学的时候就是老师自己陶醉的在台上讲,也不告诉你学了知识能干啥,最后学的都是一头雾水,一脸茫然(又吐槽了)。为了保持激光稳定的工作,通过激光二极管的电流必须是恒定的,这个时候就需要横流驱动。

什么是运算放大器?运算放大器工作原理图解

LASER1+和LASER-之间接的就是要求横流1A工作的激光二极管。如果电路看起来复杂图中所有电容均可以理解为滤波作用。为了理解虚短,虚段我们将其都去掉,是不是看起来简单了一些

什么是运算放大器?运算放大器工作原理图解

LASER-下方是一个mos管,简单的理解成一个特殊开关,它的1端口可以控制2->3的是否导通,并分去多余的电压。R8是0.03欧姆的采样电阻,为了实现1A横流R8a上方电压要为0.03v(I=U/R),那么运放端口6为0.03v。ok 这里我们先学习一下

虚短(虚短指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位【这里2,3,5,6都是输入端】,就好像两个输入端短接在一起,但事实上并没有短接,称为“虚短”。由于运放的电压放大倍数很大,而运放的输出电压是有限的。因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于 “短路”。)

虚断(由于运放的差模输入电阻很大。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性 称为虚假开路,简称虚断。)

因为虚断(5,6)为开路,没有电流由6经过R8a到GND。

因为虚短所以(5,6)端口电压相等均为0.03v,由于R7a,R7b串联可得到端口1的电压

(V1-V5)/R7a=V5/R7b --------> V1=(V5/R7b)*R7a+V5=0.33v

因为虚短所以(1,2,3)端口电压相等,所以只要用单片机控制3端口的电压为0.33v,激光器就能稳定在1A工作。

什么是运算放大器?运算放大器工作原理图解

自己焊的原理板如图,中间的小长方块就是运放。