18-中文配音-直观理解运算放大器电路

合集 · 直观理解电子电路系列（中文配音） (34)

Description
本视频为个人学习硬件所收集，为方便快速理解，已将视频原英文配音转成中文，原视频地址为：https://www.youtube.com/watch?v=_o4ScgRZtNI。
文字解说：
假设我们有一个称为输入的电压。
假设我们想要将此输入乘以一个数字以产生另一个电压，我们将其称为输出。
或者，假设我们有几个输入电压，我们希望将它们加在一起，并让输出电压代表它们的总和。
诸如此类的操作以及许多更高级的计算可以使用具有我们所说的运算放大器（通常称为“运算放大器”）的电路来执行。
在本视频中，我们将讨论具有“理想运算放大器”的电路。
运算放大器有两个输入端和一个输出端。
运算放大器还有两个端子，用于为器件供电。
电流永远不能流入或流出输入端子。
电流可以流入和流出输出端子。
流入或流出输出的电流由向运算放大器供电的两个端子提供。
为运算放大器提供电源的两个端子通常未示出。
但是，请务必记住，运算放大器只能产生介于两个电源端子电压之间的输出电压。
两个输入之一旁边有一个加号，另一个输入旁边有一个减号。
运算放大器获取“正”输入的电压值，并从中减去“负”输入的电压值。
然后，运算放大器获取两个输入电压之间的差异，并将其乘以一个非常大的数字。
然后运算放大器尝试使输出电压等于该结果的值。
这意味着，如果“正”输入甚至略低于“负”输入，运算放大器将尝试使输出电压等于其能够产生的最大负数。
如果“正”输入略高于“负”输入，运算放大器将尝试使输出电压等于其能够产生的最大正数。
现在，假设我们做了一些我们称之为提供负面反馈的事情。
这两个电阻器导致输出电压的一部分添加到运算放大器的“负”输入端子的值上。
假设运算放大器“正”输入端的电压低于运算放大器“负”输入端的电压值。
这将导致运算放大器想要降低输出端子的电压值，最终也会降低运算放大器的“负”输入端子的电压。
当运放的“负”输入端几乎完全等于运放的“正”输入端的值时，输出电压将停止下降。
现在，让我们考虑一个新的场景。
假设运算放大器“正”输入端的电压高于运算放大器“负”输入端的电压值。
这将导致运算放大器增加输出端的电压值，最终也会增加运算放大器“负”输入端的电压。
当运放的“负”输入端几乎完全等于运放的“正”输入端的值时，输出电压将停止增加。
因此，负反馈的存在总是迫使运算放大器的两个输入端始终处于几乎相同的电压值。
一旦运放两个输入端的电压几乎相同，它们之间的差异就很小了。
那么输出电压就是这个非常小的数字乘以一个非常大的数字。
对于此示例，我们假设运算放大器的“正”输入端子的值始终设置为零伏。
负反馈将迫使运算放大器的“负”输入端子也始终设置为接近零伏。
让我们在这里将这一点定义为电路的输入。
如果我们向该输入施加电压，就会有电流流动。
由于电流无法流入或流出运算放大器的输入端子，因此流经第一个电阻器的电流值也必须与流经第二个电阻器的电流值完全相同。
每个电阻器上的压降是该电流值乘以电阻器的电阻。
现在，让我们假设其中一个电阻器具有较大的值，我们将其表示为串联的两个电阻器。
现在，输出电压的大小发生了变化，如图所示。
如果我们希望当输入电压为正时输出电压为正，那么我们可以改变输入电压的位置，如图所示。
我们的电路可以有多个不同的输入。
所有电阻值都相同。
由于电流无法流入运放的输入端，这意味着流过右侧电阻的电流等于流过其他三个电阻的电流之和。
右侧电阻器的压降是所有这些电流之和乘以电阻器的电阻。
因此，输出电压代表所有输入电压的总和。
假设我们在如图所示的电路中使用电容器。
输出电压代表输入电压波形相对于时间的积分。
假设我们交换电阻器和电容器的位置。
输出电压表示输入电压波形相对于时间的导数。
运算放大器的另一个重要用途是充当缓冲器。
在这种情况下，输出电压恰好等于输入电压。
尽管输入端不会汲取电流，但输出端子会提供来自运算放大器电源端子的电流。
有关电路的更多信息可以在该频道的其他视频中找到。
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