典型運(yùn)放電路及其計(jì)算

1、1 比例運(yùn)算電路3 積分和微分電路2 求和電路第六章 集成運(yùn)放運(yùn)用一 信號運(yùn)算電路二 電壓比較電路 2 單限比較器1 過零比較器 3 滯回比較器4 雙限比較器5 集成電壓比較器三 RC正弦波振蕩電路電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路。電路處于深度負(fù)反饋條件下，虛短和虛斷成立。（1）反相比例運(yùn)算電路利用虛短和虛斷得由于集成運(yùn)放的開環(huán)增益一般很高，很容易滿足深度負(fù)反饋。輸出與輸入反相一 比例運(yùn)算電路為提高精度，一般取電壓串聯(lián)負(fù)反饋（2）同相比例運(yùn)算電路利用虛短和虛斷得輸出與輸入同相輸出電壓和輸入電壓，幅值相等且相位相同。電壓跟隨器（3）數(shù)據(jù)放大器數(shù)據(jù)放大器是一種高增益高輸入電阻和高共模抑制比的直接耦合放大器

2、。應(yīng)用非常廣泛。數(shù)據(jù)放大器的基礎(chǔ)，就是比例運(yùn)算電路。三運(yùn)放通用數(shù)據(jù)放大器運(yùn)放都是比例運(yùn)算形式。A1、A2均同相輸入，輸入阻抗高。電路結(jié)構(gòu)對稱，漂移和失調(diào)互相抵消。A3為差分放大，將差分輸入轉(zhuǎn)換為單端輸出。A1、A2參數(shù)對稱，R2=R3，電阻R1的中點(diǎn)為交流地電位。A1、A2的工作情況如下：改變電阻R1，可靈活的調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。如R4=R5，R6=R7，則為了減小誤差，提高共模抑制比，幾個(gè)電阻必須采用高精密度電阻。1. 反相輸入求和電路 根據(jù)虛短、虛斷得：若則有（加法運(yùn)算）輸出再接一級反相電路可得二 求和電路2.同相輸入求和電路R+與各輸入回路的電阻都有關(guān)，調(diào)節(jié)相互影響。估算調(diào)試過程比較麻煩。同相

3、求和電路的應(yīng)用受限制。采用兩級反相求和電路。比較同相求和電路簡單易算1. 積分電路式中，負(fù)號表示uo與uI在相位上是相反的。根據(jù)“虛短” “虛斷” ，得設(shè)電容器C的初始電壓為零，則（積分運(yùn)算）三 積分和微分電路電阻和電容的乘積稱為積分時(shí)間常數(shù)，設(shè)電容器C的初始電壓為 當(dāng)uI為矩形波時(shí)，有uo與 t 成線性關(guān)系，負(fù)向增長，增長速度和UI及時(shí)間常數(shù)RC有關(guān)。實(shí)際上，該電容會放電，電容兩端電壓會減小，也就是uO會逐漸增加。積分電路可以實(shí)現(xiàn)波形變換。？ 當(dāng)uI為正弦波時(shí)，有積分電路的輸出電壓是余弦波。輸出電壓的相位比輸入電壓的相位超前了900。積分電路可以實(shí)現(xiàn)移相作用。2. 微分電路根據(jù)“虛短” “虛

4、斷” ，得電容特性輸出電壓正比于輸入電壓對時(shí)間的微分。 當(dāng)uI為正弦波時(shí)，輸出電壓比輸入電壓的相位滯后900。波形變換uC不能突變電容充電uC逐漸增大uO減小變化時(shí)間由RC時(shí)間常數(shù)決定RC越小，充電越快，uO下降越快；RC越大，充電越慢，uO下降越慢。uC不能突變電容放電隨著放電電流變小，uO下降；放電電流為0時(shí)，uO=0。輸入矩形波二 電壓比較器單限比較器雙限比較器過零比較器滯回比較器模擬量輸入電壓與參考電壓進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果輸出。比較器的輸入量是模擬量，輸出為數(shù)字量。比較器的輸出只有兩種狀態(tài)：高電平或低電平。比較器是模擬電路和數(shù)字電路的接口。集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)。1. 過零比較器 理

5、想運(yùn)放開環(huán)工作，最簡單的過零比較器。閾值電壓或門限電平比較器輸出電壓由一個(gè)狀態(tài)跳變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)時(shí)相應(yīng)的輸入電壓。過零比較器的門限電平為零。根據(jù)輸出電平，判別輸入電壓與參考電壓（0）的大小。輸出電壓幅度較高，使集成運(yùn)放的最大輸出電壓。限幅措施左邊穩(wěn)壓管反向擊穿，右邊二極管正向?qū)?，uo=+UZ左邊二極管正向?qū)ǎ疫叿€(wěn)壓管反向擊穿，uo=-UZ前者，穩(wěn)壓管擊穿后引入深度負(fù)反饋，運(yùn)放工作在線性區(qū)；后者，運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)，工作在非線性區(qū)。 輸入為正負(fù)對稱的正弦波時(shí)，輸出為方波。2. 單限比較器只有一個(gè)門限電平的比較器。參考電壓門限電平UT3. 滯回比較器單限比較器抗干擾能力差。滯回比較器，具有滯回傳

6、輸特性，抗干擾能力較強(qiáng)。集成運(yùn)放反相輸入端和同相輸入端的電位相等時(shí)，即u-=u+時(shí)，輸出端的狀態(tài)發(fā)生跳變。u+由參考電壓UREF及輸出電壓u0共同決定。u0有兩種可能狀態(tài)：+UZ或-UZ比較器具有兩個(gè)不同的門限電平。滯回比較器的傳輸特性如圖：u0從+UZ跳變?yōu)?UZ所需要的門限電平：UT+u0從-UZ跳變?yōu)?UZ所需要的門限電平：UT-門限寬度或回差 UT門限寬度UT與參考電壓無關(guān)，僅與UZ、R2 、 RF的值有關(guān)。門限電平UT+ 、 UT-與參考電壓有關(guān)，調(diào)節(jié)UREF，滯回比較器的傳輸特性將平行地右移或左移。滯回比較器，用于產(chǎn)生矩形波三角波鋸齒波等非正弦信號，也可用于波形變換電路。輸入電壓u

7、I和參考電壓UREF的位置互換，即同相輸入滯回比較器。4. 雙限比較器具有兩個(gè)門限電平，檢測輸入模擬信號的電平是否處于給定的兩個(gè)門限電平之間。電路有兩個(gè)參考電壓，且UREF1UREF2。uI高于UREF1(更高于UREF2)，運(yùn)放A1輸出高電平，運(yùn)放A2輸出低電平，D1導(dǎo)通，D2截止。U0也為高電平。uI低于UREF2(更低于UREF1)，運(yùn)放A1輸出低電平，運(yùn)放A2輸出高電平，D1截止，D2導(dǎo)通。u0為高電平。uI高于UREF2而低于UREF1，運(yùn)放A1、運(yùn)放A2均輸出低電平，D1 、 D2均截止。U0為低電平。比較器的傳輸特性如圖：有兩個(gè)門限電平：上門限電平UTH，下門限電平UTL。本電路

8、中，UTH=UREF1，UTL=UREF2。5. 集成比較器各種電壓比較器，可以使用集成運(yùn)放組成，也可采用專用的集成電壓比較器。專用集成比較器的輸出電平一般可直接與數(shù)字電路兼容。集成比較器：高速電壓比較器、中速電壓比較器、精密電壓比較器、高靈敏度電壓比較器、低功耗電壓比較器、高阻抗電壓比較器等。 正反饋放大電路如圖示。（注意與負(fù)反饋方框圖的差別）a.振蕩條件若環(huán)路增益則去掉仍有穩(wěn)定的輸出所以振蕩條件為振幅平衡條件相位平衡條件1 正弦波振蕩電路的條件三 RC正弦波振蕩電路兩個(gè)條件中，主要看是否滿足相位條件。起振條件b. 起振和穩(wěn)幅 當(dāng)輸出信號幅值增加到一定程度時(shí)，就要限制它繼續(xù)增加，否則波形將出現(xiàn)失真。滿足相位平衡條件的某一頻率0的噪聲信號被不斷放大，成為振蕩電路的輸出信號。 穩(wěn)幅的作用就是，當(dāng)輸出信號幅值增加到一定程度時(shí)，使振幅平衡條件從 回到隨機(jī)噪聲。放大電路（包括負(fù)反饋放大電路）c.基本組成部分反饋網(wǎng)絡(luò)（構(gòu)成正反饋的）選頻網(wǎng)絡(luò)（選擇滿足相位平衡條件的一個(gè)頻率。經(jīng)常與反饋網(wǎng)絡(luò)合二為一）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)（非線性元件）a. 電路組成反饋網(wǎng)絡(luò)兼做選頻網(wǎng)絡(luò)；運(yùn)放A，放大電路；RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，RF和R支路，負(fù)反饋。2 RC正弦波振蕩電路反饋系數(shù)b. RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性Z1Z2且令幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)當(dāng)幅頻響應(yīng)有最大值相頻響應(yīng)c.振蕩電路工作原理此時(shí)若放大