運(yùn)算放大器應(yīng)用

集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用運(yùn)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(yùn)算放大器的特點(diǎn)

1.1放大倍數(shù)為∞

1.2輸入端虛短、虛斷

1.3輸出電阻為01.1開環(huán)放大倍數(shù)為∞這里的放大倍數(shù)是指電壓放大倍數(shù)。運(yùn)放輸入端只要很小很小（比如說1mV）的電壓差，輸出端就會(huì)輸出正電源電壓或負(fù)電源電壓（比如說±15V）。此時(shí)我們計(jì)算開環(huán)放大倍數(shù)：實(shí)際上，當(dāng)輸入電壓比1mV更小時(shí)，輸出端也會(huì)輸出正電源電壓或負(fù)電源電壓。有如此大的電壓放大倍數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，根本不會(huì)碰到因放大倍數(shù)過小而導(dǎo)致計(jì)算誤差。因此，我們認(rèn)為開環(huán)放大倍數(shù)為∞。2輸入端虛短、虛斷由于集成運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)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(jì)算得知，同相輸入端與反相輸入端電壓相等，相當(dāng)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?cè)诜治鰡栴}時(shí)可以忽略不計(jì)。由于集成運(yùn)算放大器的輸入端大都采用了場(chǎng)效應(yīng)管，而場(chǎng)應(yīng)管的輸入電阻往往非常大，達(dá)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(shí)際應(yīng)用中，我們可以認(rèn)為運(yùn)放不攝入電流，相當(dāng)于輸入端開路，即虛斷。3輸出電阻為0

為了提高集成運(yùn)算放大器帶負(fù)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(shí)的輸出電阻，在理想情況下為0。我們?cè)谑褂弥幸舱J(rèn)為輸出電阻為0。2集成運(yùn)算放大器的應(yīng)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(gè)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(shù)同相放大器：放大倍數(shù)≥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(shí)際上是同相放大器與反相放大器的迭加：只有V1輸入時(shí)輸出為：

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

3.1簡(jiǎn)單比較器

3.2遲滯比較器3.1簡(jiǎn)單比較器電路圖

輸入輸出特性ViVoVREFEC-EEVOLVOHVoVi+EC-EEVREF優(yōu)點(diǎn)：只有一個(gè)比較電平，電路簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：抗干擾性差干擾信號(hào)3.2遲滯比較器電路圖

輸入輸出特性VoViVHVLVOHVOL我們公司產(chǎn)品中的遲滯比較器一般以下列電路為主：當(dāng)Vin為0V時(shí)，Vout輸出0V。當(dāng)Vin從0V慢慢往上升時(shí)，此時(shí)由Vin產(chǎn)生的電流經(jīng)R25、R27、D15流至第1腳。當(dāng)即此時(shí)，電路發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，12V。D15馬上關(guān)斷，B點(diǎn)電壓馬上上升至2.66V。此后，一直輸出高電平。當(dāng)Vin由高電壓（比如10V）慢慢往下降時(shí)，由于輸出高電壓，D15一直關(guān)斷。B點(diǎn)電壓與Vin相等。當(dāng)電壓下降至2.5V時(shí)，電路發(fā)生翻轉(zhuǎn)，由高電平轉(zhuǎn)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(gè)，而是兩個(gè)。其回差電壓由R25與R27的比值決定。它的優(yōu)點(diǎn)是提高了抗干擾能力，缺點(diǎn)是靈敏度下降了。思考一：假如我們把上述比較器的基準(zhǔn)電壓和輸入電壓交換一下，會(huì)是怎么樣呢？顯然，當(dāng)Vin為0V時(shí)，輸出高電平，12V。此時(shí)D15關(guān)斷，B點(diǎn)電壓等于2.5V。當(dāng)輸入電壓由低慢慢往往上升至2.5V時(shí)，電路發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出低電平0V，此時(shí)D15導(dǎo)通。B點(diǎn)電壓馬上變?yōu)椋捍撕螅恢陛敵龅碗娖?。?dāng)Vin從高電壓（比如10V）慢慢往下降時(shí)，由于D15導(dǎo)通，B點(diǎn)電壓一直為2.35V。當(dāng)電壓下降至2.35V時(shí)，電路發(fā)生翻轉(zhuǎn)，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(huì)是怎么樣的結(jié)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(yùn)算放大器的線與

5.3OC門5.1線與在實(shí)際應(yīng)用中，需要多路保護(hù)，卻只在一個(gè)保護(hù)輸出時(shí)，需要用到運(yùn)算放大器線與。

如左圖所示：5.2普通運(yùn)算放大器的線與我們知道，為了提高運(yùn)算放大器帶負(fù)載能力，通常運(yùn)算放大器的輸出級(jí)設(shè)計(jì)為推挽電路。如下圖所示（MC33702的等效電路）：我們將該電路簡(jiǎn)化一下，可得到：因?yàn)槟撤N需要，將兩路如果在使用過程中，出現(xiàn)Output1輸出線線與，可得到：為高電平，而Output2為低電平時(shí)：此時(shí)，必然會(huì)出現(xiàn)圖中紅箭頭所示的電流。這時(shí)，相當(dāng)于將Vcc與GND直接短路。電流會(huì)很大。IC很快就會(huì)被燒壞。要解決這個(gè)問題，一個(gè)比較簡(jiǎn)單的辦法就是：在輸出端串聯(lián)一只二極管。

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