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UA741運算放大器使用說明

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LM741/UA741運算放大器使用說明及應用

物理量的感測在一般應用中,經常使用各類傳感器將位移、角度、壓力、與流量等物理量轉換為電流或電壓信號,之后再由量測此電壓電流信號間接推算出物理量變化,以達成感測、控制的目的。但有時傳感器所輸出的電壓電流信號可能非常微小,以致信號處理時難以察覺其間的變化,故需要以放大器進行信號放大以順利測得電流電壓信號,而放大器所能達成的工作不僅是放大信號而已,尚能應用于緩沖隔離、準位轉換、阻抗匹配、以及將電壓轉換為電流或電流轉換為電壓等用途。現今放大器種類繁多,一般仍以運算放大器(Operational Amplifier, Op Amp)應用較為廣泛,本文即針對741運算放大器的使用加以說明。

1. 運算放大器簡介ab126計算公式大全

放大器最初被開發的目的是運用于類比計算器之運算電路,其內部為復雜的集成電路(Integrated Circuit, IC),亦即在單一電子組件中整合了許多晶體管與二極管,圖1為一般放大器之內部等值電路。

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1. 運算放大器內部等值電路圖

運算放大器屬于使用反饋電路進行運算的高放大倍率型放大器,其放大倍率完全由外界組件所控制,透過外接電路或電阻的搭配,即可決定增益(即放大倍率)大小。圖2為運算放大器于電路中的表示符號,可看出其包含兩個輸入端,其中(+)端為非反相(Non-Inverting)端,而(-)端稱為反相(Inverting)端,運算放大器的作動與此二輸入端差值有關,此差值稱為「差動輸入」。通常放大器的理想增益為無窮大,實際使用時亦往往相當高(可放大至105或106倍),故差動輸入跟增益后輸出比較起來幾乎等于零。838電子

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圖2. 差動運算放大器表示符號

2. 741運算放大器使用說明

2.1 作動方式與原理新藝圖庫

741放大器為運算放大器中最常被使用的一種,擁有反相向與非反相兩輸入端,由輸入端輸入欲被放大的電流或電壓信號,經放大后由輸出端輸出。放大器作動時的最大特點為需要一對同樣大小的正負電源,其值由±12Vdc至±18Vdc不等,而一般使用±15Vdc的電壓。741運算放大器的外型與接腳配置分別如圖3、4所示。

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圖3. 741運算放大器外型圖

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圖4. 741放大器輸出入腳位圖

741運算放大器使用時需于7、4腳位供應一對同等大小的正負電源電壓+Vdc與-Vdc,一旦于2、3腳位即兩輸入端間有電壓差存在,壓差即會被放大于輸出端,唯Op放大器具有一特色,其輸出電壓值決不會大于正電源電壓+Vdc或小于負電源電壓-Vdc,輸入電壓差經放大后若大于外接電源電壓+Vdc至-Vdc之范圍,其值會等于+Vdc或-Vdc,故一般運算放大器輸出電壓均具有如圖5之特性曲線,輸出電壓于到達+Vdc和-Vdc后會呈現飽和現象。

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圖5. 放大器輸出入電壓關系圖

741運算放大器之基本動作如圖6所示,若在非反相輸入端輸入電壓,會于輸出端得到被放大的同極性輸出;若以相同電壓信號在反相輸入端輸入,則會在輸出端獲得放大相同倍率后但呈逆極性之信號輸出。而當對放大器兩輸入端同時輸入電壓時,則是以非反相輸入端電壓值(V1)減去反相輸入端電壓值(V2),可于輸出端得到(V1-V2)經過倍率放大后之輸出。

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圖6. 放大器基本輸出入關系圖

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