同相放大器和反相放大器的区别

磨店如果不多动手做做实验，那显然你对理论的知识掌握可能会有很大的欠缺，而且你这个理论知识往往需要通过实验的验证， 你才能够有更清晰的认识，才更容易理解这个理论。今天这期视频，我们就用运算放大器的集成芯片为大家做运放在模拟运算方面的应用。 这样一个实验，我们前面也学过了运放的一些运算电路，那么今天我们主要就做七点二这张图，还有下面七点四的 a 这张图，反向比例运算和同向比例运算 两个电路图。我们用到的集成芯片是非常经典的这样一颗 op 零七，它是一个单运放的集成芯片，总共有八个银角，其中五角呢是空角，一角和八角是内部差分放大电路的平衡调节端。我们看 看一下，这是他的引脚定义，我们这个芯片最左边他有个缺口，或者说在一角的附近会有个圆点，有些呢，他既有缺口又有圆点，这个其实就是为了标注芯片的一角的位置。我们芯片的引角顺序一般都是逆时针旋转去数的， 一二三四五六七八这样数过去，基本上不管是八个角的、十四个角的还是几十个角的，一般来说都是这样的一个顺序，逆时针旋转数一圈。一角和八角是它内置的一个平衡调节端，对于我们精度要求不是特别高的电路来说，顶靠它 内部本身的一个平衡就已经足够了，不需要外部再继续调平衡了。如果是对于高精度的信号采集，那可能需要外置电位器进行调节。二角是这个运放的反向输入端，三角是他的同向输入端，四角是他的负电源引角，七角呢是他的正电源引角。当然我们 我这个芯片，它既可以正负电源供电，也就是双电源供电，也可以单电源供电，也就是说这个四角直接接地也是可以的。当然正负电源供电的时候，它输出的电压在没有输入的时候，它就应该是在零伏附近，所以一般我们双电源供电的话 会比较好一点。五角是空角，内部什么都没接，就是一个没有用的银角，这个银角它最大的作用其实就是为了焊接的时候可以固定这个芯片，而且起到对称美观的作用。六角 是他的输出端，我们知道这个运放俩输入，一个输出，再加一个正负电源，那最多有些集成芯片，再有一个调节边一个空角，就不用管他。 对，就是这样的一个芯片，它是一种低噪声的非展波稳灵的双极性双电源供电的运算放大器。其实它单电源也可以，我刚才也试过了，用五伏和零伏的单电源给它供， 他是可以正常放大输出的，那不一定需要双电源供电的。当然我们这个电路图给的是正负十二伏双电源供电，由于这个芯片他最大可以到正负十八伏，所以用正负十二伏相对比较安全，那他最低可以到正负三伏的供电，所以他是一个宽电源范围的。 看这个电路图，他总共用到了哪些电阻呢？九点一 k， 这个电阻是同向端的平衡电阻，然后从反向端输入， 有一个输入的电阻 r 一十 k， 反馈电阻一百 k， 总共这样理论上来说他应该是放大了负十倍反馈除以 r 一。根据前面我们所学的反向放大器的这样一个电路，他应该是放大负十倍的 一个比例。我们来看一下这个面包板如何把芯片给他装上去，然后来搭建电路面包板呢？他是这样的上下两横排，你看这个横排他有 有这个蓝线红线，那这个蓝线在中划过来，就表示他这一横排的孔是通在一起的，这边的红线呢，表示下面这一排孔他是相通的。通到哪里呢？通到这个中间红线蓝线断的地方，他左右两边是横排相通，在中间是断开的。如果我们需要左右接起来呢，就需要外接跳线或者叫杜邦线， 把它从这边接到这边来，那上面也是一样的，这是对称的。一般来说我们这个正负，这个孔红线，这个正一般就接电源正极了，负呢接电源负极，当然我们可以上面插个正极，下面插个负极或者反过来也都可以。面包板它里边本质上其实不区分正负极，只是一个 线连接起来而已。那么看中间的这些孔，他是竖排相通的，这样五个孔是通在一起，这边五个孔通在一起，每一个竖排是分开的啊，下面和上面这两个区域，他们也是分开的，因为中间 有这样一条相当于下象棋的一个楚河焊接，这样应该分开的。那么我们这个芯片它如何放到这个上面呢？我们能不能直接插在这边呢？显然是不行的，因为你这样一插的话，它竖排是相通的，芯片对侧的两个角它就会被短路到一起，会导致我们这个芯片没办法正常工作，甚至有可能会烧坏芯片。那么 如何把芯片放上去呢？应该放在中间这个储盒焊接的位置，就中间隔开的这一块，上面归上面管，下面归下面管，上下分开，所以我们连接这个芯片的时候，只能放在中间这条凹槽上，跨接在凹槽两侧。一般来说我们这个缺口呢，就默认 朝左，这样他的撕印上面的 op 零七的这个字样刚好是朝上的，而且这样呢，他的四号引角是接负电源的，刚好在下边接上这个负电源，在上面接上正电源。好，接下来我们就根据他这个电路图来连接一下电路。反向输入 端到信号发生器的输入之间是有一个二一电阻十 k， 我们拿来这样一颗十 k 的电阻，其实这个电阻上面都是有色环的，可能在镜头当中不是非常的清楚，但是这个色环 我们可以看到它是棕黑黑红棕。具体色环电阻的读取，我们前面也有视频为大家讲解过，也可以去我的主页翻看前面的视频。我们还记得这个芯片它的反向输入端在哪边吗？是二号引角，所以我们给二号引角插上这个十 k 电阻，然后把电阻接到其他的位置，待会就从这个地方 接入信号源的正极。我们再看这个图，他把反向端到 d 之间接了一个平衡电阻，九点一 k， 但是我们现在这个电源还没给他接上呢，这个电源都没接，这个 d 在哪里呢？我们这个电源因为他是正负十二伏的供电，所以他其实正十二伏加上一个负十二伏，两个电源是串 连起来的，所以他总共的总电压应该是二十四伏，而我们这个电源呢，只有一个单电源，他没有两路输出，所以为了实现正负十二伏的效果，我们可以通过这样的方式把电源正极 通过跳线连接到我们面包板上面这个红线的位置，电源的负极呢，也通过这个跳线给他连接到底下的负极。我们可以取两个十 k 的电阻串接在正负之间，然后用两个十 k 电阻进行分压，来取得中间一个二十四伏的终点，也就是正负十二伏的一个地。 我们画图来理解一下。刚才这样一个过程，本来需要两个电源正负十二伏来供电，也就说两个电源他是串联的，在这个终点是接地的，所以底下这个电源为什么是负电源呢？他的负极要比正极来的低吗？正极是零伏，负极比正极低十二伏，所以他是负的十二伏，所以他会出现 像一个正负的关系，其实它本质上还都是俩电池串联起来，那么我们这边只有一个电源，所以我们用二十四伏，因为加起来串联起来就二十四伏来给它供电，这记在哪呢？只能通过两个电阻这样分压的形式，在终点取出一个，和上面类似，两个电阻一分压，相当于终点出来，上面 一半是十二，下面一半是十二，所以两边各是十二伏，下面就是负十二，上面是正十二，中间接地，所以我们把这个两电阻分压的终点当做地，当然这俩电阻呢也不能太小，太小的话二十四伏下来的电流会比较大，可能电阻会发烫，所以说我们取一个十 k 的电阻相对来说比较合适。好， 现在这个点他就是 d 了，我们再找一个九点一 k 的电阻，刚好我这边有一个九点一 k 的电阻，把它取出来，然后插到铜像端和 d 之间，那么铜像端还记得是哪里呢？ 向端就应该是在三号引脚，我们把这个三号引脚通过跳线给他接到电源地处，也就是这两个电阻的中间这个点，我们再把正负电源给他连接到芯片上，他的电源正极呢是七号引脚，把七号引脚这对应的这一竖排的这个孔给他插到电源正极去，把他的电源负极 也给他接上，他的电源负极也就是他负电源的位置是在四号引角，四号引角连接到底下的这个负电源，也就是二十四伏的一个负极。我们再找一个一百 k 的电阻 输出端和输入端，接上这一个反馈输出端，还记得他是哪个引脚吗？是六号引脚，这个六号引脚给他接到反向输入端，形成负反馈，反向输入端是二角，我们接的时候一定要保证这个二角三角这个线电阻不能碰到一起，这样连接好之后，我们就可以加入信号源了，信号源他的负极呢需要接地正极的连接， 接我们的反向输入端的这一个十 k 电阻，那接地显然就在这个位置了。刚才我们是人为通过电阻这样分压之后形成的一个地，当然这个地方电阻最好是通过隔条电阻把它调节平衡一点，像这样的接两个十 k 电阻，可能这个地会有误差，就是由于两个电阻的阻值可能不同。 信号源这样加入，我们再连接这个直播器呢，它是一个双通道的，它有两个通道，一个通道呢接输入端的信号，另外一个通道呢连接输出端的信号，这是一通道的探头， 我们把它的黑色鳄鱼夹也是接地，和这边的电阻终点接到一起，由于这个面包板呢比较松动，可能不太好接，接的时候要尽量保证他能够平稳住，能够接触良好，不能虚接。然后我们把 这个探头给他勾到信号发生器的这一头上，保证这些电阻在这个探头勾上之后，这些电阻的引脚不能 碰到一起。二通道他就要接到他的输出端去，同样这一头还是要接地的，如果觉得这个地方不太好接的，我们可以接到这个电阻上，因为这个电阻他通过跳线也是接地是一样的，当然注意这些引脚之间，这个鳄鱼夹之间不能碰到一起去。还有这个输出端就勾到这个六号引脚的输出， 我们先把信号源的浮值给他调小一点，先别急着开这个电源，因为现在这个信号源的浮值还比较大，三点三伏放大十倍之后三十多伏， 显然这个电源他本身就只有二十四伏，他要输出三十多伏的这个伏值，他显然是不可能的。对于我们把这个信号源的伏值给他调小一点，调到多少？调到零点几伏就够， 我调到零点二伏，这个时候我们看触波器上面，上面这一行呢是输入的这个信号，这边呢是输出的信号，虽然这个时候电源还没开，但是他输出已经有一点点信号，因为毕竟这个电路他本身也是导通的吗， 肯定有结构，所以输入一点信号他输出也会有。现在我们把这个电源打开，二十四伏的供电给他接入，我们可以看到输出的波形瞬间就变大了，由于这个屏幕范围的问题，所以我们先调整一下，用这个 auto 按键调节一下他的波形， 我们可以看到输入他是这样一个正弦波，输出他也是个正弦波，现在是反向的接法，所以输入的波形呢是先上升后下降，我们可以看到 它对应的输出的波形是先下降后上升，它是反的，所以是一个反向的关系。我们再看它这个信号扶值的峰峰值是多少。输入的信号是零点一九伏，零点一八伏的峰峰值， 我们可以看到这边写的是零点二，是非常接近的，输出呢是二点五七，二点六七，二点七一，我们可以用计算器算一下把输出的放大倍数是多少，二点七峰峰值除以 零点一八等于多少？等于十五倍，理论上来说他应该放大十倍，但是为什么放大了十五倍呢？因为这里边他的电阻他肯定是有误差的，同时由于我们这个电源是二十四伏供电，他的这个地呢用的两个电阻分压形成的，所以这样的多少会有一定的误差，所以 误差在一定的范围内是允许的。我们这个也是非高精度的一个实验，只不过是让大家看一下他的波形，接下来我们再来看一下铜像的输入方法是什么样的输出波形呢？我们可以看到铜像他这个接法其实就 把这个信号源换了个地方，本来是这个铜像端九点一 k 电阻接地，现在是从铜像端输入信号，然后本来是这个反向端输入信号，现在是反向端十 k 电阻接地，所以他这个电阻是没变，把输入端和接地的位置换了一下，那么接下来我们只需要改变一下他的输入信号，在 调整电路的时候，为了避免我们发生这个线路的碰触，那不小心哪边碰到一起短路了，有可能会把芯片烧坏，所以我们先关闭电源信号发生器，由于他的电压非常的小，所以我们可以 不去管他，我们先把这个石拨器这边给他断开这个地的位置，还不用动他，我们把这个信号给他接到铜像端去，把这个铜像端他接地的这根线插到反向端，然后给反向端的十 k 电阻接地。 这个信号呢从铜像端加进来直播器一通道的探头，给他加到铜像端信号发生器的位置，直播器二号的这个探头的地还是接到地的位置。好，这回我们再打开电源看一下，可以看到这回波形出来了，输入端的波形还是和刚才一样的 输出单的波形，这回你发现了吗？他是先上升的，同时这边也是在上升，两个是跟随几乎是一样的波形 上升下降，所以它是铜像的，这是铜像放大，那么看一下它的放大倍数，零点一九，底下是二点八伏左右，二点七，二点八再有点跳动，有的时候会跳到二点九，这是由于这里边的接触呢，可能有点晃动啊。我们再算一下，二点八伏除以零点一九伏 等于多少？等于十四点七，和刚才差不多。理论上来说，这个同项比例运算，他根据实际的计算出来，他应该是一加上 一百 k 除以二一十 k， 也就是要十一倍的放大倍数。但是由于这里边电阻的一些误差，所以我们看不出来这个明显的区别，但是实际上他这个地方应该是在十一倍附近，刚才呢应该在负十倍附近， 刚才是反向，现在是同向，反向的话，他电压上下是反的，现在是同向的，就是同时上升，同时下降。那我们再用外用表来验证一下，我们所谓的这个虚短 到底对不对呢？也就是说接入副反馈的时候，它同向端和反向端之间的电压差异很小，我们用这个万用表给它切到直流的电压档位，它是自动换挡的， 现在是在直流毫辅档位下。我们把万用表放在这，看一下这个同向端和反向端之间的电压有多少。我们碰这个引角的时候一定要注意，不能把别的地方给短路。到我们可以看到这个同向端反向端的压差很小， 只有一点一毫伏，所以我们就会认为他是虚短，就是同向端反向端压差非常非常的小，因为引入负反馈出这个运放一定处在线性区，所以如果同向反向的压差增大，那么他通过负反馈拉回来，会把这个压差再缩小，所以他始终在负反馈的状态下，他始终会把 横向反向之间的电压差异拉的很小，这就是虚短。虽然他有一点一毫伏，看着好像还挺大的，但是实际上呢，真 正的运放，那其实理论上来说，他之间的压差会非常非常小，可能会到归伏的级别。这个一点一毫伏呢，主要是因为我这边的这些电阻呢？多少平衡起来这个平衡电阻的组织九点一 k， 他可能会有误差，所以说不一定是非常准确的，会有个毫伏级别的误差，这是很正常的。这个一点一毫伏呢，他是一 福特的一千分之一，非常非常小了，所以我们基本上可以忽略他同向反向之间压差，所以分析这个电路的放大倍数的时候，可以直接把他认为是同向反向电压相等是虚短的。好了， 这就是今天这期视频，我们用 o p 零七做的这样一个同向比例运算和反向比例运算他的波形的观察。好了，我们下期再见。

大家好，这里是电子技术实验，在很多电源管理芯片内部内置有误差放大器，这是一个 tl 四九四一二是内部运放的正向和反向输入端，三角式输出端，我们发现了这些 内置云防，他在使用的时候，反向输端与输出端之间呢，总有这样一个 rc 电路，大家看三角输出的 rc 串联，然后接在 反向输入端二角，我们再看一下十五角是内置的第二个运放的反向输入端，三角是输出端，我们看 它的输出端，在这一点是连接的，也通过 r c 接在了反向输入端。我们再看这样一个电路，这是一个独立的运放，我们看这个运放的反向输入端是二角，输出端是一角， 那么一角到二角也接了一个电阻和一个电容。大量的电路途中啊，我们都能够发现，一个运放的输出端到反向输入端，往往皆有一个 r c 串联的这样一个电路，那个 r c 串联的电路 接在输出和反向输端，他有什么样的一个作用呢？为了弄明白这个作用，我们必须弄明白，就是 rc 串联的 它的频率特性，我们知道电容的容抗，它的计算公式是二排 fc 分之一，也就是说频率越高，容量越大，它的容抗就会越小。 rc 串联 这样的一个电路，他的频率特性，我们可以画一个曲线的话，如果这个方向是频率，而这个方向是他的整个 rc 的啊，足抗， 我用 r 表示他的曲线应该是这样的，当达到这个点的时候，基本上就是趋于平直的，那么这个时候啊，他的组织应该等于串联的这个 r， 当频率不断的升高时，电容的容抗会越来越小，几乎小到零，那么这个时候 r c 串联的总的主抗，它应该是最终趋向于这个电阻 r 的组织， 这样 rc 的频率的阻抗特性，当频率越高，他的阻抗越小，那这样一来我们就容易理解为什么在输出端到反向输入端要接这样一个电路 线路中，输出端到反向输端，这是一个负反馈过程，因为是负反馈过程， rc 如果他的阻抗比较大，那么反馈过来的信号就比较弱， 那这个时候反馈量就比较小。如果这个阿尔西的祖康比较小的话，那么反馈量就会增大，那也就是频率比较高的时候，他的反馈量负反馈量比较大，那这样我们就明白了， 一个运放他的放大倍数，如果没有负反馈的话，他的放大倍数是非常大的，为了提高误差放大器的灵敏度，引入的负反馈量是非常小的，从而会使这个误差放大器的放大倍数非常高。在比较高的放大倍数的 工作条件下，那么运放啊很容易会发生正反馈，也就是输出的信号有可能通过其他的寄生电容欧合到正向输端引起正反馈，从而会引起震荡。为了抑制高兴震荡，我们在这个 输出与反向输端接入了这样一个电路，从而就会使较高频率的信号获得较大的反馈，从而会使这个运放啊运行在低频状态下更为稳定。一只高频信号的震荡对这个电路啊 起到一个稳定的作用。我们常常把这样的电路叫做频率补偿的作用，其实是一种高频移植的作用。 rc 电路啊，他的作用就是使这个运放的更为稳定。好，今天的视频呢，就到这里，感谢大家的收看，再见。

魔术店的干货知识来了，我们一起来学习一下。反向比例用算放大器，根据用算放大器需 d 以及虚断的概念，能得出来两个公式，分别是优负等于优证等于零，也就是说从向端与反向端的输入电压都为零。根据虚断的概念呢，我们能得出来流过用放的 电流为零，那么这个时候就能得出来另一个结论，如果流入用放的电流为零，那么流过 r 一的电流就等于流过 r s 的电流， 因为没有电流流过流进过这一条回路。所以说呢，这个时候我们又能推导出下一个公式， u i 除以 r 一。我们看这个公式 u i 除以二一，就等于流过二一的电流零减去 u 除以 r f， 就等于 流过 r f 的电流，那么也就是这个公式负的 u o 除以 r f。 根据这个公式，我们又能推导出下一个公式， u o 除以 u i。 也就是说输出电压除以输出电压就等于负的 r f 除以二一，那么这个就是它的放大倍数。

运放是运算放大器的简称，它是一种通用性很强的集成电路，应用非常广泛，早期应用于模拟计算机中，用以实现加、减、乘、除等数学运算，因而得名运算放大器。 运放在电路中常见的符号长这样。运放有两个输入端，标有加号的为铜像，输入端标有减号的为反向输入端。 还有一个是输出端运放，输入端对地输入，输出端对地输出。当输入信号从同向输入端输入时，被放大后的信号从输出端输出，输出信号的向位跟输入信号同向。当输入信号从反向输入端输入，则输出信号的向位是反向的。 需要注意的是，运放是需要电源供电的，一般情况下，运放的电源影响可以不化，但有些电路图上也 会跨上电源运放。常见的电源供电方式有两种，单电源供电方式和双电源供电方式。运放在使用时到底使用哪种供电方式，要根据运放的数据手册或电路的具体设计而定。以上就是今天的内容哦，如果你喜欢这个视频，不要忘了点赞！