運(yùn)放的檢修方法

1、運(yùn)放的檢修方法：運(yùn)放特點(diǎn)：具有輸入阻抗高（不取用信號(hào)源電流）、輸出阻抗低（負(fù)載特性好）、放大差分信號(hào)（兩輸入端信號(hào)之差）、抑制共模信號(hào)（兩輸入端極性與大小相同）和對(duì)交、直流信號(hào)都能提供線性放大的優(yōu)良特性。 理想運(yùn)算放大器具有“虛短”和“虛斷”的特性，這兩個(gè)特性對(duì)分析線性運(yùn)用的運(yùn)放電路十分有用。為了保證線性運(yùn)用，運(yùn)放必須在閉環(huán)(負(fù)反饋）下工作。如果沒(méi)有負(fù)反饋，開環(huán)放大下的運(yùn)放成為一個(gè)比較器。如果要判斷器件的好壞，先應(yīng)分清楚器件在電路中是做放大器用還是做比較器用。虛短： 由于運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)很大，一般通用型運(yùn)算放大器的開環(huán)電壓放大倍數(shù)都在80 dB以上。而運(yùn)放的輸出電壓是有限的，一般在 10 V

2、14 V。因此運(yùn)放的差模輸入電壓不足1 mV，兩輸入端近似等電位，相當(dāng)于 “短路”。開環(huán)電壓放大倍數(shù)越大，兩輸入端的電位越接近相等?！疤摱獭笔侵冈诜治鲞\(yùn)算放大器處于線性狀態(tài)時(shí)，可把兩輸入端視為等電位，這一特性稱為虛假短路，簡(jiǎn)稱虛短。顯然不能將兩輸入端真正短路。 虛斷：由于運(yùn)放的差模輸入電阻很大，一般通用型運(yùn)算放大器的輸入電阻都在1M以上。因此流入運(yùn)放輸入端的電流往往不足1uA，遠(yuǎn)小于輸入端外電路的電流。故通?？砂堰\(yùn)放的兩輸入端視為開路，且輸入電阻越大，兩輸入端越接近開路?！疤摂唷笔侵冈诜治鲞\(yùn)放處于線性狀態(tài)時(shí)，可以把兩輸入端視為等效開路，這一特性稱為虛假開路，簡(jiǎn)稱虛斷。顯然不能將兩輸入端真正斷路

3、 從圖上我們可以看出，不論是何類型的放大器，都有一個(gè)反饋電阻Rf,則我們?cè)诰S修時(shí)可從電路上檢查這個(gè)反饋電阻，用萬(wàn)用表檢查輸出端和反向輸入端之間的阻值，如果大的離譜，如幾M以上，則我們大概可以肯定器件是做比較器用，如果此阻值較小0至幾十k，則再查查有無(wú)電阻接在輸出端和反向輸入端之間，有的話定是做放大器用。 根據(jù)放大器虛短的原理，就是說(shuō)如果這個(gè)運(yùn)算放大器工作正常的話，其同向輸入端和反向輸入端電壓必然相等，即使有差別也是mv級(jí)的，當(dāng)然在某些高輸入阻抗電路中，萬(wàn)用表的內(nèi)阻會(huì)對(duì)電壓測(cè)試有點(diǎn)影響，但一般也不會(huì)超過(guò)0.2V，如果有0.5V以上的差別，則放大器必壞無(wú)疑！ 如果器件是做比較器用，則允許同向輸入端

4、和反向輸入端不等， 同向電壓>反向電壓，則輸出電壓接近正的最大值； 同向電壓<反向電壓，則輸出電壓接近0V或負(fù)的最大值（視乎雙電源或單電源）。 如果檢測(cè)到電壓不符合這個(gè)規(guī)則，則器件必壞無(wú)疑！ 這樣你不必使用代換法，不必拆下電路板上的芯片就可以判斷運(yùn)算放大器的好壞了。常規(guī)的反相、同相放大器，又稱為反相、同相比例運(yùn)算放大器，能對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行“不走樣地”線性放大。當(dāng)與整流電路相配合時(shí)，可構(gòu)成精密半波、全波整流（兼放大）電路。該類電路，對(duì)運(yùn)放電路的應(yīng)用，是處于輸出反饋信號(hào)影響輸入信號(hào)的閉環(huán)放大狀態(tài)，運(yùn)放電路工作線性放大區(qū)內(nèi)，有一定的電壓放大倍數(shù)；2）電壓比較器電路，對(duì)兩個(gè)輸入端的信號(hào)大小進(jìn)

5、行比較，將比較結(jié)果進(jìn)行輸出。若在輸出、輸出端引入一定的正反饋，則成為“有滯后特性的電平比較器”電路，又稱為遲滯電壓比較器，可由電壓比較器的“電壓點(diǎn)”比較，變?yōu)榭稍O(shè)置比較區(qū)域的“電壓段”比較，使輸出狀態(tài)更為穩(wěn)定。電壓比較器的相關(guān)電路，實(shí)質(zhì)上已經(jīng)脫離了線性放大器的范疇，輸入模擬量信號(hào)與給定基準(zhǔn)參考電壓相比較，輸出的是開關(guān)量信號(hào)，更接近于數(shù)字電路的工作狀態(tài)。采用運(yùn)放電路的目的，是可以靈活設(shè)置基準(zhǔn)參考點(diǎn)，在應(yīng)用上比數(shù)字電路更為方便而已。該類電路，對(duì)運(yùn)放電路的應(yīng)用，處于開環(huán)放大狀態(tài)，電壓放大倍數(shù)為無(wú)窮大，電路的輸出狀態(tài)同數(shù)字電路一樣，只有“0”和“1”兩種狀態(tài)。對(duì)+5V單電源供電的運(yùn)放電路而言，輸出要么

6、是0V，要么是+5V。通常，在變頻器的相關(guān)檢測(cè)電路中，運(yùn)算放大器被接成上述兩種類型的電路形式，完成著對(duì)信號(hào)線性放大、比較輸出和精密整流三種工作任務(wù)。而根據(jù)運(yùn)放電路是處于線性工作區(qū)還是“開關(guān)工作區(qū)”，則可以找到有效的檢測(cè)方法，判斷電路是否工作正常。二、處于線性工作區(qū)的運(yùn)放電路1、反相放大器電路（1）反相放大器的幾種電路形式和特點(diǎn)圖1 運(yùn)算放大器反相放大電路上圖a、b、c在電路形式上均為反相放大器，又稱為信號(hào)倒相放大器，其特點(diǎn)是輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反。電路對(duì)輸入電壓信號(hào)有電壓和電流的雙重放大作用，但在小信號(hào)電路中，只注重對(duì)電壓信號(hào)的放大和處理。電路的電壓放大倍數(shù)取決于R2（反饋電阻）與R1（輸

7、入電阻）兩者的比值。R3為偏置電阻，其選值為R1、R2的并聯(lián)值（不考慮偏置電流的微弱影響時(shí)，可取R1=R2。有些實(shí)際電路干脆省掉了R3，將同相輸入端直接接地）。因R2、R1的選值（比值）不同，可完成三種信號(hào)傳輸作用，即構(gòu)成反相放大器、反相器和衰減器三路信號(hào)處理電路。a電路為反相放大器電路，電路的電壓放大倍數(shù)為5；b電路為倒相器，對(duì)輸入信號(hào)起到倒相輸出作用，無(wú)電壓放大倍數(shù)，如輸入+2.5V信號(hào)，輸出電壓為-2.5V，起到信號(hào)倒相作用；c電路為反相衰減器電路，若輸入010V信號(hào)，輸出0-3.3V的反相信號(hào)，是一個(gè)比例衰減器。圖a、b，c電路，有兩個(gè)特征：1、輸入、輸出信號(hào)反相；2、無(wú)論是放大或衰減

8、或倒相電路，輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)維持一個(gè)比例輸出關(guān)系，可以籠統(tǒng)地稱為反相比例放大器。反相器電路其實(shí)是一個(gè)放大倍數(shù)為1的反相放大器；衰減器恰恰也是利用了電路的放大作用，對(duì)輸入信號(hào)起到了比例衰減作用。有趣的是，此三種反相放大器，在電流、電壓檢測(cè)電路中，都有應(yīng)用。以電流檢測(cè)電路為例：對(duì)電流互感器輸出的電流檢測(cè)信號(hào)，有的采用了有一定放大倍數(shù)的反相放大器（采用電流互感器輸出信號(hào)幅度較低）；有的采用了倒相器電路，只是根據(jù)CPU輸入電壓信號(hào)極性的要求，只對(duì)信號(hào)進(jìn)入了倒相處理，并不須再進(jìn)行放大；部分電路為適配后級(jí)電路的信號(hào)幅度范圍（采用電流互感器的輸出信號(hào)電壓幅度較高），采用了衰減器電路，對(duì)電流互感器來(lái)的電壓信

9、號(hào)比例衰減一下，再送入后級(jí)電路。可見(jiàn)所謂反相運(yùn)算放大器，并不只是單純用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大，有時(shí)是為了對(duì)電壓極性進(jìn)行轉(zhuǎn)換和對(duì)信號(hào)電壓進(jìn)行衰減，以滿足后續(xù)電路對(duì)信號(hào)極性和電壓范圍的要求，由此也可看出采用模擬電路處理檢測(cè)信號(hào)的靈活性。（2）反相放大器電路的檢測(cè)方法檢測(cè)電路中的模擬信號(hào)電路的供電，根據(jù)放大交流信號(hào)的要求，一般采用正、負(fù)15V雙電源供電。根據(jù)反相放大器的電路形式和運(yùn)算放大器的電路特性，我們可找到相應(yīng)的檢測(cè)方法。1）、如圖1所示的反相放大器的特性：a、“虛地”。因運(yùn)算放大器的輸入阻抗為無(wú)窮大，設(shè)流入、流出放大器輸入端的偏置電流為0，則R3的上電壓降為0，同相輸入端電位“虛地”，為0V；b

10、、“虛短”。因運(yùn)算放大器的開環(huán)放大倍數(shù)Ao為無(wú)窮大，而供電電壓有一定范圍（如正、負(fù)15V），則0V以上的微弱輸入電壓信號(hào)，即使輸出值到達(dá)供電電壓值。在最大輸出值以內(nèi)的線性放大區(qū)內(nèi)，兩輸入端之間的電壓值近乎為0V，可認(rèn)為同相輸入端與反相輸入端呈現(xiàn)“虛短”，好像短接一樣。由兩輸入端之間的“虛短”和同相端輸入端的“虛地”，也可以進(jìn)一步導(dǎo)出反相輸入端也是“虛地”的。換一個(gè)角度看，將同相端做為電壓基準(zhǔn)端，將0V作為電壓基準(zhǔn)，當(dāng)反相端的輸入電壓值0V或0V時(shí)，輸出電位即隨之向正方向或負(fù)方向變化，直到同相端與反相端的信號(hào)電平相等兩輸入端（虛地）相等且都為0V時(shí)為止，電路達(dá)到平衡狀態(tài)，輸出電壓值穩(wěn)定于一定值上

11、。電路所完成的最后控制結(jié)果，即兩輸入端的電壓值相等。這是當(dāng)運(yùn)算電路處于線性放大區(qū)時(shí)的一個(gè)顯著特征。2）測(cè)量方法：a、測(cè)量輸入與輸出端之間，應(yīng)有數(shù)千歐姆至數(shù)十千歐姆之間的電阻值，即反饋電阻R2的電阻值。確定電路為放大器電路。b、在電路的靜態(tài)（變頻器待機(jī)狀態(tài)，反相放大器不傳輸信號(hào)，測(cè)量值為靜態(tài)偏壓）和動(dòng)態(tài)（變頻器起動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，測(cè)量值為動(dòng)態(tài)信號(hào)值），測(cè)量反相放大器的同相輸入端、反相輸入端的對(duì)地電壓值應(yīng)為0V（或極其接近0V）；同相輸入端和反相輸入端兩端子之間的電壓值，也應(yīng)為0V（或極其接近0V）。c、測(cè)R1左端輸入信號(hào)與反相放大器輸出端電壓值，應(yīng)呈現(xiàn)反相比例關(guān)系。查明該級(jí)電路為放大器或倒相器或衰減器，根據(jù)輸入電阻與反饋電阻的比值，可大致測(cè)算出輸出電壓值，由此可判斷電路是否處于正常狀態(tài)。 3）故障判斷：a、測(cè)量?jī)奢斎攵藢?duì)地，兩輸入端之間的電壓值遠(yuǎn)大于0