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打工人日报#20250917

news 2025/9/18 13:27:36

打工人日报#20250917

又来南京出差。

知识点

运算放大器

1.定义与基本概念：运算放大器（Operational Amplifier，简称 Op - Amp）是一种具有高电压增益、高输入阻抗和低输出阻抗的直流耦合差动放大器。理想运算放大器可视为一个差分输入、单端输出的电压控制电压源。
2.工作原理：运算放大器有两个输入端，分别为同相输入端（+）和反相输入端（-），以及一个输出端。其输出电压 Vout 与两个输入端之间的电压差 (V+−V−) 成正比，表达式为 Vout=Aol(V+−V−)，其中 Aol 是运算放大器的开环电压增益，通常非常高，可达几十万甚至更高。在实际应用中，运算放大器通常需要引入反馈网络，构成闭环系统，以获得特定的功能和稳定的性能。
3.常见应用：

放大电路：通过配置合适的反馈电阻，运算放大器可实现电压放大功能。例如，反相放大器电路，输入信号接在反相输入端，通过反馈电阻 Rf 与输出端相连，同相输入端接地，其电压放大倍数 A=−RiRf，其中 Ri 是输入电阻。
加法器与减法器：利用运算放大器的虚短和虚断特性，可实现多个输入信号的加法或减法运算。在加法器电路中，多个输入信号通过不同的电阻连接到反相输入端，通过调整电阻值可实现不同权重的加法运算。
滤波器：运算放大器与电容、电阻等元件配合，可构成各种滤波器，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等，用于对信号进行频率选择和滤波处理。

电流源（CURRENT SOURCE ARRAY）

1.定义与基本概念：电流源是一种能够提供恒定电流输出的电路元件，其输出电流不受负载电阻变化的影响。电流源阵列（CURRENT SOURCE ARRAY）则是由多个电流源组成的集合，这些电流源可以独立控制或按照一定规律协同工作。
2.工作原理：电流源的实现方式有多种，常见的基于晶体管或运算放大器的电路。以基于晶体管的电流源为例，利用晶体管的特性，通过设置合适的偏置电路，使得晶体管工作在恒流区，从而实现恒定电流输出。对于电流源阵列，每个电流源的工作原理类似，但可以通过不同的控制方式来调节各自的输出电流。
3.常见应用：

偏置电路：在模拟电路中，为晶体管、场效应管等有源器件提供稳定的偏置电流，确保它们工作在合适的工作点，以保证电路的正常工作和性能稳定。
模拟信号处理：例如在数模转换器（DAC）中，电流源阵列可用于产生与输入数字信号对应的模拟电流，进而转换为模拟电压输出。不同的电流源对应不同的权重，通过控制电流源的导通与截止来实现数字到模拟的转换。
传感器接口：为一些需要恒定电流激励的传感器提供驱动电流，如光电传感器、热敏电阻传感器等，同时可以通过检测负载上的电压变化来获取传感器的输出信号。

锁存器（LATCHES）

1.定义与基本概念：锁存器是一种具有存储功能的数字逻辑电路，它可以在某个特定的时刻（通常由控制信号触发），将输入信号的值存储起来，并保持该状态直到下一次触发。锁存器属于电平触发的存储电路，即只要控制信号有效，输出就跟随输入变化；当控制信号无效时，输出保持在控制信号无效瞬间的输入值。
2.工作原理：常见的锁存器由与非门或或非门组成。以简单的 SR 锁存器（由两个与非门交叉耦合构成）为例，它有两个输入信号 S（置位）和 R（复位）。当 S=0，R=1 时，输出 Q=1；当 S=1，R=0 时，输出 Q=0；当 S=1，R=1 时，输出保持原来的状态；当 S=0，R=0 时，输出状态不稳定（一般应避免这种情况）。其他类型的锁存器如 D 锁存器，增加了一个数据输入端口 D 和一个使能端 EN，当 EN=1 时，输出 Q 跟随输入 D 变化；当 EN=0 时，输出 Q 保持 EN 变为 0 瞬间 D 的值。
3.常见应用：