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文檔簡介

集成運算放大器集成運算放大器的特點集成運算放大器的應用運放在比較器中的作用積分器與微分器OC門(集電極開路門)1集成運算放大器的特點

1.1放大倍數為∞

1.2輸入端虛短、虛斷

1.3輸出電阻為01.1開環放大倍數為∞這里的放大倍數是指電壓放大倍數。運放輸入端只要很小很小(比如說1mV)的電壓差,輸出端就會輸出正電源電壓或負電源電壓(比如說±15V)。此時我們計算開環放大倍數:實際上,當輸入電壓比1mV更小時,輸出端也會輸出正電源電壓或負電源電壓。有如此大的電壓放大倍數,在實際應用中,根本不會碰到因放大倍數過小而導致計算誤差。因此,我們認為開環放大倍數為∞。2輸入端虛短、虛斷由于集成運算放大器的放大倍數為∞,而輸出端的電壓為有限值(最高和最低都不能超過電源電壓)。故由以上計算得知,同相輸入端與反相輸入端電壓相等,相當于短路,即虛短。這并不是說,同相輸入端與反相輸入端電壓完全相等,只是告訴大家,同相輸入端與反相輸入端之間僅有很小的電壓差,我們在分析問題時可以忽略不計。由于集成運算放大器的輸入端大都采用了場效應管,而場應管的輸入電阻往往非常大,達108-109Ω,因此輸入電流往往非常小,只有幾nA至幾十nA,有的甚至只有幾pA。在實際應用中,我們可以認為運放不攝入電流,相當于輸入端開路,即虛斷。3輸出電阻為0

為了提高集成運算放大器帶負載能力,輸出端多采用推挽輸出。因此輸出電阻就是三極管接成射極跟隨器時的輸出電阻,在理想情況下為0。我們在使用中也認為輸出電阻為0。2集成運算放大器的應用

2.1同相放大器

2.2反相放大器

2.3同相放大器與反相放大器的比較2.1同相放大器同相放大器的接法見下圖:一般地:

Rin=Rf//Rr

有利于消除同相輸入端與反相輸入端輸入偏置電流不平衡帶來的誤差。2.2反相放大器反相放大器的接法見下圖:一般地:

Rr=Rf//Rin

有利于消除同相輸入端與反相輸入端輸入偏置電流不平衡帶來的誤差。把兩個電路圖合并,可得到以下電路:于是:2.3同相放大器與反相放大器的比較相位同相放大器:輸入輸出同相反相放大器:輸入輸出反相放大倍數同相放大器:放大倍數≥1反相放大器:既能>1,又能<12.4差分放大器差分放大器的接法見下圖:這實際上是同相放大器與反相放大器的迭加:只有V1輸入時輸出為:

V1和V2一起輸入時輸出為:只有V2輸入時輸出為:當R1=R2=R3=RF時,Vo=V2-V13運放在電壓比較器中的作用

3.1簡單比較器

3.2遲滯比較器3.1簡單比較器電路圖

輸入輸出特性ViVoVREFEC-EEVOLVOHVoVi+EC-EEVREF優點:只有一個比較電平,電路簡單。缺點:抗干擾性差干擾信號3.2遲滯比較器電路圖

輸入輸出特性VoViVHVLVOHVOL我們公司產品中的遲滯比較器一般以下列電路為主:當Vin為0V時,Vout輸出0V。當Vin從0V慢慢往上升時,此時由Vin產生的電流經R25、R27、D15流至第1腳。當即此時,電路發生翻轉,輸出高電平,12V。D15馬上關斷,B點電壓馬上上升至2.66V。此后,一直輸出高電平。當Vin由高電壓(比如10V)慢慢往下降時,由于輸出高電壓,D15一直關斷。B點電壓與Vin相等。當電壓下降至2.5V時,電路發生翻轉,由高電平轉為低電平。于是我們可得到以下輸入輸出特性:VinVout2.52.660由以下特性圖我們可以看出,該比較器比較電壓不是一個,而是兩個。其回差電壓由R25與R27的比值決定。它的優點是提高了抗干擾能力,缺點是靈敏度下降了。思考一:假如我們把上述比較器的基準電壓和輸入電壓交換一下,會是怎么樣呢?顯然,當Vin為0V時,輸出高電平,12V。此時D15關斷,B點電壓等于2.5V。當輸入電壓由低慢慢往往上升至2.5V時,電路發生翻轉,輸出低電平0V,此時D15導通。B點電壓馬上變為:此后,一直輸出低電平。當Vin從高電壓(比如10V)慢慢往下降時,由于D15導通,B點電壓一直為2.35V。當電壓下降至2.35V時,電路發生翻轉,輸出高電平,12V。于是得到如下輸入輸出特性:VinVout2.352.50思考二:如果把上圖中的D15反向,又會是怎么樣的結果呢?4積分器積分器的接法見下圖:微分器的接法見下圖:5OC門(集電極開路門)

5.1線與

5.2普通運算放大器的線與

5.3OC門5.1線與在實際應用中,需要多路保護,卻只在一個保護輸出時,需要用到運算放大器線與。

如左圖所示:5.2普通運算放大器的線與我們知道,為了提高運算放大器帶負載能力,通常運算放大器的輸出級設計為推挽電路。如下圖所示(MC33702的等效電路):我們將該電路簡化一下,可得到:因為某種需要,將兩路如果在使用過程中,出現Output1輸出線線與,可得到:為高電平,而Output2為低電平時:此時,必然會出現圖中紅箭頭所示的電流。這時,相當于將Vcc與GND直接短路。電流會很大。IC很快就會被燒壞。要解決這個問題,一個比較簡單的辦法就是:在輸出端串聯一只二極管。

二極管的方向根據需要來確定。5.3OC門(集電極開路門)如果使用OC門,則簡單得多:當Output1輸

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