741运算放大器
本帖最后由 能量海 于 2017-9-1 11:45 编辑
十二章：基础电子学
741运算放大器
一个重要的和非常有用的集成电路分类是“运算放大器”或“运算放大器”类。这些器件具有很高的增益，有一个“反和一个“正相”输入。有多种运算放大器，但我们将只审视一种称为“741”的通用型，它有一个100,000倍的“开放式回路”的增益。理论上，所有运算放大器的工作原理相同。它们在电路中的运行方式由连接它们的外部元件控制。它们可作为反相放大器、正相放大器（即，“缓冲器”）、比较器、非稳态多谐振荡器、以及各种其它东西运行。741运算放大器的符号和连接为：
我们可以把741芯片作为放大器与我们选择的任何设置的增益级别连接：
这里，增益通过220K电阻到22K电阻的比率设置。这个电路有一个10倍的增益，这样点“B”的输入信号将在点“C”产生一个大十倍的输出信号——只要输出信号与电池电压不接近。如果接近，则限幅会以离电池电压电平一伏左右削去输出波形的顶部和底部出现，此例中约为1伏和+11伏。
运算放大器一般设计为双电源供电运行。上例中，电源将通过使用两个6伏电池，而非一个12伏电池创建。为了避免这种不便，在点“A”通过使用两个相等的电阻与电池两端串联而产生一个中点电压。这样得到了馈给集成电路的一个+6伏的中心电压。
这种电路可以应用在许多方面。这里是一种用于测量声强的仪表的电路：
这个电路是以前电路的两个拷贝。每个741芯片有一个由1K电阻的分压器对创建的半电源电压的参考电压。这个电压输送到芯片的正相输入引脚3。
在点“A”，当声音到达时，用一个麦克风或小扬声器产生一个信号电压。这个电压通过1微法的隔直流电容器输送到741运算放大器。这样传递了音频信号通过，同时阻断了引脚3上的+4.5伏直流。第一个741有一个22的增益，由10K和220K电阻设置（220/10 = 22）。
点“B”于是接收一个比麦克风产生的信号大22倍的音频信号。这个信号仍然相当小，所以第二个741把它进一步加强。第二个741的增益是可变的，并取决于在1M可变电阻器上的电阻设置。如果可变电阻设置为零欧姆，则第二个741的增益将在点“C”由4K7电阻单独控制，因此将是1（4.7/4.7 = 1）。如果可变电阻设置为它的最大值，则第二个741的增益将为214（1,004,700/4,700 = 213.8）。
两个运算放大器在一起具有一个组合增益，范围从22到4702。放大的音频信号到达点“D”，而它可以被调节到一个可观的值。这个交流电压现在经由二极管在点“E”整流，并且它在47微法的电容器两端累积起一个直流电压。这个电压被显示在一个电压计上。结果是电压计显示的读数与到达麦克风的声音电平成正比。
741可连接为一个缓冲器。在应用晶体管时，这是一个射极跟随器的等效电路。对于741的设置是：
电路很难——呵呵！你确定你能承受得了所有额外的元件？这个电路利用了741芯片的全增益。输出完全遵循输入波形。输入几乎不需要电流，因此电路被描述为有一个“高输入阻抗”。输出可以驱动一个非同小可的负载，如继电器，因此电路被描述为有一个“低输出阻抗”。
741芯片可以连接成一个比较器。这是电路：
你确定你能胜任这种难度的电路？有点复杂——呵呵！这是一个运算放大器的基本运行形式。
如果点“A”的电压高于点“B”，则输出会尽可能走低，即1或2伏。
如果点“A”的电压低于点“B”的电压，则输出会尽可能走高，即10伏左右。
见过晶体管电路是如何工作的，你应该能够理解为什么741芯片电路（即741封装内的晶体管电路）在电源轨内部需要一些电压去提供高效大电流输出驱动。
这里是光控开关的741版本：
这个电路在夜幕降临时设置。我们需要继电器两端在白天具有最小电压，所以点“A”的电压需要比点“B”的电压高。由于1K可变电阻跨接电源电压，其滑块可在以设置为0伏和+12伏之间的任何电压。要使这容易做到，我们选择“线性”可变电阻器，因为对数的品种会很难在这种应用中调整。用“线性”版本，电阻器轴旋转每1度引起电阻相同的改变——不管处于范围的任何位置。而对数品种则不会这样。
总之，我们下调可变电阻，直到继电器电压下降到最低值。当亮度下降到我们希望触发电路的级别，我们调整可变电阻，使继电器打开。当输入电压交换时，741芯片有一个非常急遽的输出电压摆动，所以继电器切换将是决定性的。通过增加输出和点“B”之间的一个电阻，甚至可以造成更多的正切换。其作用就像一个施密特触发器，当通过提供一些额外的正反馈，切换出现，提升点“B”的电压。
如果你希望在一个上升的亮度级触发，只需交换的10K电阻和光敏电阻ORP12的位置。通过用“电热调节器”（这是一种热敏电阻）替代ORP12，同一个电路将作为一个温度传感电路运行。
如果我们把电路作为防盗报警使用，我们可以像这样用同一个电路：
电路仍然由点“A”的电压控制。正常情况下，这个电压将接近+6伏（由两个10K电阻和100K电阻产生）。上部开关标记为“常闭”表示“常闭合的”，表示一个链模式，即，磁开关连接到门和窗户。如果它们当中的任意一个打开了，则点“A”的电压将取决于下部与100k电阻串联的10K电阻。这将导致“A”的电压瞬间下降到一个低值，触发电路。
“常开”（“常打开的”）代表地毯或脚垫下的一个或多个压力作用开关，以及和/或当门打开时开刷的开关，等。这些开关互相并联跨接，而如果它们当中的任意一个关闭甚至只有百万分之一秒，点“A”的电压点”将被1K的电阻拉低，而电路将被触发。
电路可以以多种方式的任何一种来理解。一个继电器触点可用于保持继电器导通或保持“A”的低电压。晶体管可以跨接继电器以保持电路导通，等等、等等。如果这样做，该电路将维持在其触发状态，直到电源电压被中断。你可能更愿意使用555芯片去限制报警声音的时间长度在3分钟左右。
十二章：基础电子学
741运算放大器
一个重要的和非常有用的集成电路分类是“运算放大器”或“运算放大器”类。这些器件具有很高的增益，有一个“反和一个“正相”输入。有多种运算放大器，但我们将只审视一种称为“741”的通用型，它有一个100,000倍的“开放式回路”的增益。理论上，所有运算放大器的工作原理相同。它们在电路中的运行方式由连接它们的外部元件控制。它们可作为反相放大器、正相放大器（即，“缓冲器”）、比较器、非稳态多谐振荡器、以及各种其它东西运行。741运算放大器的符号和连接为：
我们可以把741芯片作为放大器与我们选择的任何设置的增益级别连接：
这里，增益通过220K电阻到22K电阻的比率设置。这个电路有一个10倍的增益，这样点“B”的输入信号将在点“C”产生一个大十倍的输出信号——只要输出信号与电池电压不接近。如果接近，则限幅会以离电池电压电平一伏左右削去输出波形的顶部和底部出现，此例中约为1伏和+11伏。
运算放大器一般设计为双电源供电运行。上例中，电源将通过使用两个6伏电池，而非一个12伏电池创建。为了避免这种不便，在点“A”通过使用两个相等的电阻与电池两端串联而产生一个中点电压。这样得到了馈给集成电路的一个+6伏的中心电压。
这种电路可以应用在许多方面。这里是一种用于测量声强的仪表的电路：
这个电路是以前电路的两个拷贝。每个741芯片有一个由1K电阻的分压器对创建的半电源电压的参考电压。这个电压输送到芯片的正相输入引脚3。
在点“A”，当声音到达时，用一个麦克风或小扬声器产生一个信号电压。这个电压通过1微法的隔直流电容器输送到741运算放大器。这样传递了音频信号通过，同时阻断了引脚3上的+4.5伏直流。第一个741有一个22的增益，由10K和220K电阻设置（220/10 = 22）。
点“B”于是接收一个比麦克风产生的信号大22倍的音频信号。这个信号仍然相当小，所以第二个741把它进一步加强。第二个741的增益是可变的，并取决于在1M可变电阻器上的电阻设置。如果可变电阻设置为零欧姆，则第二个741的增益将在点“C”由4K7电阻单独控制，因此将是1（4.7/4.7 = 1）。如果可变电阻设置为它的最大值，则第二个741的增益将为214（1,004,700/4,700 = 213.8）。
两个运算放大器在一起具有一个组合增益，范围从22到4702。放大的音频信号到达点“D”，而它可以被调节到一个可观的值。这个交流电压现在经由二极管在点“E”整流，并且它在47微法的电容器两端累积起一个直流电压。这个电压被显示在一个电压计上。结果是电压计显示的读数与到达麦克风的声音电平成正比。
741可连接为一个缓冲器。在应用晶体管时，这是一个射极跟随器的等效电路。对于741的设置是：
电路很难——呵呵！你确定你能承受得了所有额外的元件？这个电路利用了741芯片的全增益。输出完全遵循输入波形。输入几乎不需要电流，因此电路被描述为有一个“高输入阻抗”。输出可以驱动一个非同小可的负载，如继电器，因此电路被描述为有一个“低输出阻抗”。
741芯片可以连接成一个比较器。这是电路：
你确定你能胜任这种难度的电路？有点复杂——呵呵！这是一个运算放大器的基本运行形式。
如果点“A”的电压高于点“B”，则输出会尽可能走低，即1或2伏。
如果点“A”的电压低于点“B”的电压，则输出会尽可能走高，即10伏左右。
见过晶体管电路是如何工作的，你应该能够理解为什么741芯片电路（即741封装内的晶体管电路）在电源轨内部需要一些电压去提供高效大电流输出驱动。
这里是光控开关的741版本：
这个电路在夜幕降临时设置。我们需要继电器两端在白天具有最小电压，所以点“A”的电压需要比点“B”的电压高。由于1K可变电阻跨接电源电压，其滑块可在以设置为0伏和+12伏之间的任何电压。要使这容易做到，我们选择“线性”可变电阻器，因为对数的品种会很难在这种应用中调整。用“线性”版本，电阻器轴旋转每1度引起电阻相同的改变——不管处于范围的任何位置。而对数品种则不会这样。
总之，我们下调可变电阻，直到继电器电压下降到最低值。当亮度下降到我们希望触发电路的级别，我们调整可变电阻，使继电器打开。当输入电压交换时，741芯片有一个非常急遽的输出电压摆动，所以继电器切换将是决定性的。通过增加输出和点“B”之间的一个电阻，甚至可以造成更多的正切换。其作用就像一个施密特触发器，当通过提供一些额外的正反馈，切换出现，提升点“B”的电压。
如果你希望在一个上升的亮度级触发，只需交换的10K电阻和光敏电阻ORP12的位置。通过用“电热调节器”（这是一种热敏电阻）替代ORP12，同一个电路将作为一个温度传感电路运行。
如果我们把电路作为防盗报警使用，我们可以像这样用同一个电路：
电路仍然由点“A”的电压控制。正常情况下，这个电压将接近+6伏（由两个10K电阻和100K电阻产生）。上部开关标记为“常闭”表示“常闭合的”，表示一个链模式，即，磁开关连接到门和窗户。如果它们当中的任意一个打开了，则点“A”的电压将取决于下部与100k电阻串联的10K电阻。这将导致“A”的电压瞬间下降到一个低值，触发电路。
“常开”（“常打开的”）代表地毯或脚垫下的一个或多个压力作用开关，以及和/或当门打开时开刷的开关，等。这些开关互相并联跨接，而如果它们当中的任意一个关闭甚至只有百万分之一秒，点“A”的电压点”将被1K的电阻拉低，而电路将被触发。
电路可以以多种方式的任何一种来理解。一个继电器触点可用于保持继电器导通或保持“A”的低电压。晶体管可以跨接继电器以保持电路导通，等等、等等。如果这样做，该电路将维持在其触发状态，直到电源电压被中断。你可能更愿意使用555芯片去限制报警声音的时间长度在3分钟左右。
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