使用了运算放大器的放大器威廉希尔官方网站 和比较器

　　方便多用途的集成威廉希尔官方网站 — 运算放大器
　　运算放大器是一种可以进行数学运算的放大威廉希尔官方网站 。运算放大器不仅可以通过增大或减小模拟输入信号来实 现放大，还可以进行加减法以及微积分等运算。所以，运算放大器是一种用途广泛，又便于使用的集成威廉希尔官方网站 。
　　图1：运算放大器的威廉希尔官方网站 符号
　　如图1所示，运算放大器的威廉希尔官方网站 符号有正相输入端Vin（ ）和反相输入端Vin（－）两个输入引脚，以及一个输出引脚Vout。实际上运算放大器还有电源引脚（ 电源、－电源）和偏移输入引脚等，在威廉希尔官方网站 符号上没有表示出来。
　　运算放大器的主要功能是以高增益放大、输出2个模拟信号的差值。我们将放大2个输入电压差的运放称为差动放大器。当Vin（ ）电压较高时，正向放大输出 。当Vin（－）电压较高时，负向放大输出。此外，运算放大器还具有输入阻抗极大和输出阻抗极小的特征。
　　即使输入信号的差很小，由于运算放大器有极高 的放大倍数，所以，也会导致输出最大或最小电压值。因此，常常要加负反馈后使用。下面让我们来看一个使用了负反馈的放大器威廉希尔官方网站 。

　　运算放大器的基本（1） - 反相放大器威廉希尔官方网站
　　如图2所示，反相放大器威廉希尔官方网站 具有放大输入信号并反相输出的功能。“反相”的意思是正、负号颠倒。这个放大器应用了负反馈技术。所谓负反馈，即将输出信号的一部分返回到输入，在图2所示威廉希尔官方网站 中，象把输出Vout经由R2连接（返回）到反相输入端（－）的连接方法就是负反馈。
　　我们来看一下这个反相放大器威廉希尔官方网站 的工作过程。运算放大器具有以下特点，当输出端不加电源电压时，正相输入端（ ）和反相输入端（－）被认为施加了相同的电压，也就是说可以认为是虚短路。所以，当正相输入端（ ）为0V时，A点的电压也为0V。根据欧姆定律，可以得出经过R1的I1=Vin/R1。
　　图2：反相放大器威廉希尔官方网站
　　另外，运算放大器的输入阻抗极高，反相输入端（－）中基本上没有电流。因此，当I1经由A点流向R2时，I1和I2电流基本相等。由以上条件，对 R2使用欧姆定律，则得出Vout=－I1×R2。I1为负是因为I2从电压为0V的点A流出。换一个角度来 看，当反相输入端（－）的输入电压上升时，输出会被反相，向负方向大幅度放大。由于这个负方向的输出电压经由R2与反相输入端相连，因此，会使反相输入端（－）的电压上升受阻。反相输入端和正相输入端电压都变为0V，输出电压稳定。
　　那么我们通过这个放大器威廉希尔官方网站 中输入与输出的关系来计算一下增益。增益是Vout和Vin的比，即Vout/Vin=（－I1×R2）/（I1×R1）=－R2/R1。所得增益为－表示波形反相。
　　在这个算公式中需要特别注意的地方是，增益仅由R1和R2电阻比决定。也就是说。我们可以通过改变电阻容易地改变增益。在具有高增益的运算放大器上应用负反馈，通过调整电阻值，就可以得到期望的增益威廉希尔官方网站 。

　　运算放大器的基本（2） — 正相放大器威廉希尔官方网站
　　与反相放大器威廉希尔官方网站 相对， 图3所示威廉希尔官方网站 叫做正相放大器威廉希尔官方网站 。与反相放大器威廉希尔官方网站 最大的不同是，在正相放大器威廉希尔官方网站 中，输入波形和输出波形的相位是相同的，以及输入信号是加在正相输入端（ ）。与反相放大器威廉希尔官方网站 相同的是，两个威廉希尔官方网站 都利用了负反馈。
　　我们来看一下这个威廉希尔官方网站 的工作过程。首先，通过虚短路，正相输入端（ ）和反相输入端 （－）的电压都是Vin，即点A电压为Vin。根据欧姆定律，VinR1×I1。另外，运算放大器的两个输入端上基本没有电流，所以 I1=I2。而Vout为R1与R2电压的和，即Vout=R2×I2 R1×I1。 整理以上公式可得到增益G，即G=Vout/Vin（1 R2/R1）。
　　
　　图3：正相放大器威廉希尔官方网站
　　如果撤销这个威廉希尔官方网站 中的R1，将R2电阻变为0Ω 或者短路，则威廉希尔官方网站 变为增益为1的电压跟随器。这种威廉希尔官方网站 常用于阻抗变换和缓冲器中。

　　输入值的判定 — 比较器
　　Comparator也可称为比较器，比较两个电压的大小，然后输 出1（ 侧的电源电压，图示为VDD）或0（－侧的电源电压）。比较器常常用于检测输入是否达到规定值。也可以用运算放大器来代替比较器，但一般情况下使用专用的比较器IC。比较器和运算放大器使用相同威廉希尔官方网站 符号。
　　比较器威廉希尔官方网站 如图4所示。我们来看一下这个威廉希尔官方网站 的工作过程。首先应该注意，这个威廉希尔官方网站 中没有正反馈也没有负反馈。放大Vin和VREF的差值，从Vout输出。例如，Vin大于VREF时，放大输出的Vout上升至 侧的电源电压，达到饱和。Vin小于VREF时，输出Vout降至－侧电源电压达到饱和。
　　通过这个动作，Vin和VREF的比较结果在Vout上输出。
　　实际应用中，一般使图4威廉希尔官方网站 上产生滞后（用于防止错误动作的电压领域），如图5，Vin产生一些噪波，但仍可稳定动作。
　　
　　图4：比较器威廉希尔官方网站
　　
　　图5：有滞后效应的比较器威廉希尔官方网站