运算放大器的同向放大原理
首先,我们先温习一下运放的理想特性:
在多数的常规设计中,我们使用运放的理想模型,忽略其内部结构。 把它当作一个“具有放大作用的元件”,接上电源,便可以让它发挥放大的作用。 所谓理想的运放,它的输入阻抗无穷大,输出阻抗为零。
理想的运放电路分析有两大重要原则贯穿始终,即“虚短”与“虚断”。 “虚短”的意思是正端和负端接近短路,即 V+ =V-,看起来像“短路”; “虚断”的意思是流入正端及负端的电流接近于零,即 I+ = I- = 0,看起来像断路(因为输入阻抗无穷大)。
下面分析运放电路的时候,需要用到上面的理想运放特性。
下面这张图,是将输出电压引到运放的负输入端,也就是引入了负反馈电路。 我们一起分析一下,他的输入和输出电压的关系。
首先,根据运放的 “虚短” 特性,其 V- = V+ = Vin。
运放在工作的时候,会快速自动调整Vout,使 Vout 经过 R1 和 R2 电阻分压后的电压,也就是 V- 的电压等于 V+,根据串联电阻分压计算公式得出:
由于 Vin = V- , 所以得出:
想要求出运放的放大倍数,就需要计算一下 Vout / Vin :
这个就是运算放大器同向放大倍数的计算公式。
运放同向放大电路应用
首先,了解一下 T12 烙铁头的结构,他的热敏电偶和加热丝,是串联的,也就是 T12 烙铁头,只有两根线,加热和测温,不能同时进行。
下面,我们就截取白光 T12 焊台烙铁头温度信号放大部分电路图,一起分析一下。
根据运放同向放大倍数计算公式,可以计算出,此处温度信号放大倍数:
经过放大之后的电压值,通过 MCU 进行采集,就可以进行 T12 烙铁头温度的闭环控制了。 其实,白光 T12 焊台的工作原理,就是这样的。
Tips: 想要进行 T12 烙铁头温度的精确控制,就需要有实际温度值和烙铁头热电偶电压的对应曲线,这个需要有设备进行测试。
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