对比集成运放的两种应用

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电路与电子技术 8运放两种工作状态[5页]

电路与电子技术 8运放两种工作状态[5页]

RF引入 负反馈
RF
即: U+-U-=uo/Aod
Δ
I-

U-
-
+
对于理想运放有Aod=∞,所以
U+
+Baidu Nhomakorabea
uo
U+=U-
虚接
I+
(虚短)
对于理想运放有rid=∞,所以
Iui1
-
ro +
uid
rid
Aodui
uo -
I+=I-=0
虚断
ui2
+ I+
二、运放非线性应用的条件与特点
运放工作在非线性状态的条件
如何使运
放工作在 线性区呢?
如何降低
电压放大 倍数呢?
-0.1
0.1
0
ui(mV)
-10
非线 性区
降低电压 放大倍数
引入负反馈
非线 性区
线性区
结论:运放工作在线性区的条件是 在电路中加入一定深度的负反馈。
理想运放线性应用的两个特点
设U+与U-为运放同相端与反相端的电位 uo=Aod (U+-U-)
集成运放的两种工作状态
一、运放线性应用的条件与特点
Δ
ui1
ui
ui2
-
+

集成运算放大器的非线性应用——比较器

集成运算放大器的非线性应用——比较器

集成运算放大器的非线性应用——比较器
三、滞回比较器(施密特触发器)
图9-21所示为滞回比较器的电路图和波形图。由于电路工作于正反馈状态, 所以电路的输出电压将为负饱和值或正饱和值,uo与ui不再保持线性关系。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
集成运算放大器的非线性应用——比较器
三、滞回比较器(施密特触发器)
输入电压ui经电阻R1加在集成运放的反相输入端,参考电压UR经电阻R2接在 同相输入端,此外,从输出端通过电阻Rf引回反馈,引入的反馈类型为电压串联 正反馈。因此,同相输入端的电压uP是由参考电压UR和输出电压Uo共同决定的, Uo有-Uo(sat)和+Uo(sat)两个状态。在输出电压发生翻转的瞬间,运放的两个输入 端的电压非常接近,即uN=uP。因此可用叠加原理来分析它的两个输入触发电平。
电路输出正饱和电压时,可得上限门限电平UTH1为
集成运算放大器的非线性应用——比较器
三、滞回比较器(施密特触发器)
电路输出负饱和电压时,可得下限门限电平UTH2为
从图9-21(b)所示特性曲线可以看出,当ui从小于UTH2逐渐增大到超过 UTH1门限电平时,电路翻转为-Uo(sat);当ui从大于UTH1逐渐减小到小于UTH2门限 电平时,电路再次翻转为+Uo(sat);而ui处于UTH1和UTH2之间时,电路输出将保持 原状态。

集成运放的类型及应用

集成运放的类型及应用

集成运放的类型及应用

集成运放(即集成式运算放大器)是一种高增益、高输入阻抗以及低输出阻抗的电子放大器,广泛应用于电路设计和信号处理等领域。下面将详细介绍集成运放的类型及应用。

1. 类型:

目前,常见的集成运放有多种类型,包括普通运放、仪表运放、高速运放、低功耗运放等。

普通运放:普通运放是最常见的一种集成运放,具有宽带宽、高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。它的主要应用领域包括信号放大、滤波、理想运算放大器电路设计等。

仪表运放:仪表运放是一种精密运放,具有高共模抑制比、低偏置电流和低噪声的特点。它的主要应用领域包括电压、电流、温度等测量,以及精密仪器和设备的信号放大等。

高速运放:高速运放是一种具有高增益带宽积(GBW)和快速响应特性的运放,适用于高频信号处理和快速信号放大等应用。它的主要应用领域包括通信系统、高速数据传输、高速采样和测量等。

低功耗运放:低功耗运放是针对低电源电压和低功耗要求而设计的集成运放。它

可以在低电源电压下正常工作,并具有低静态功耗和低失调电压的特点。它的主要应用领域包括移动设备、便携式仪器和电池供电系统等。

2. 应用:

集成运放作为一种重要的电子器件,在电路设计和信号处理等领域应用广泛。下面列举一些常见的应用示例:

信号放大:集成运放最常见的应用就是信号放大。通过调整运放的增益,可以将微弱的传感器信号放大到适合后续处理的范围,如压力传感器、温度传感器等。

滤波器:集成运放可以被用来设计各种类型的滤波器,如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。滤波器的设计可以通过选择运放的反馈电阻和电容来实现。

集成运算放大器的应用有哪些

集成运算放大器的应用有哪些

集成运算放大器的应用有哪些

集成运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP) 是现代电

子技术中常用的一种集成电路,广泛应用于信号放大、积分、微分、

比较、滤波、波形变换、逻辑运算等电路中。本文将介绍一些集成运

算放大器的应用。

一、信号放大

集成运算放大器广泛应用于信号放大电路中,其直接或变压器耦合

输入方式具有低输入电阻、高输入阻抗、低噪声、高增益和宽带等特性。在应用中,可通过精心设计放大器电路,控制反馈,实现高增益

稳定运行。

二、积分电路

积分电路是信号处理电路中的基本电路,它能将信号输入与时间积分,输出的是输入信号积分后的值。集成运算放大器常用于积分电路

的设计,其放大电压信号,然后通过电容对信号进行积分。

例如,在三角形波发生器电路中,可通过电容积分得到正弦波信号,而集成运算放大器的内部电路通常包含差分放大器,可将输入信号转

化为电压差,用于驱动电容,完成积分计算。

三、微分电路

微分电路是在信号处理中广泛应用的一种电路,它能够将信号对时

间的微分操作,其输出电压是输入信号微分后的值。集成运算放大器

也常用于微分电路的设计中,可通过对输入信号进行微分计算得到输

出信号。

例如,在测量热电偶温度时,可将温度信号输入到集成运算放大器中,通过差分放大器将信号转化为电压差,然后用电阻对信号进行微

分计算,输出即为最终温度值。

四、比较电路

比较电路是一种将两个信号进行比较然后输出比较结果的电路,它

广泛应用于数字电路、自动控制、计算机硬件等领域。集成运算放大

器常用于比较电路中,它的输出能够根据电压的大小关系取两个输入

集成运放的分类及应用

集成运放的分类及应用

集成运放的分类及应用

集成运放(Operational Amplifier, OP-AMP)是一种基本的电子元件,具有非常广泛的应用。根据性能特点和应用功能的不同,可以将集成运放分为以下几类。

1. 低噪声运放:低噪声运放在信号处理、放大和传输等领域中应用广泛。这些运放通常具有非常低的输入等效噪声、电压噪声和电流噪声,能够保持信号的高精确度。它们常用于音频放大器、传感器信号放大、音频电平计等高要求的应用上。

2. 高速运放:高速运放具有快速的频率响应和瞬态响应,可以实现高速信号处理。这些运放主要应用于高速数据转换、通信、视频处理、宽带放大器等领域。高速运放还常用于模拟环路控制系统、高速采样和保持电路等。

3. 低功耗运放:低功耗运放适用于需要长时间使用,对电源的耗电量要求较低的应用。它们通常具有低功耗和低供电电压,能够降低系统的能耗。这种运放广泛应用于便携式设备、传感器网络、能量收集系统等。

4. 高精度运放:高精度运放能够实现精确的信号测量和放大,具有高精度的增益、低偏移电压、低温漂移等特点。这些运放适用于精密测量、自动控制、医疗仪器等需要高精度信号处理的应用。

5. 低电压运放:低电压运放适用于低电压供电系统,能够在低电源电压下正常

工作。这些运放通常具有低电源电压、低功耗和低电流功耗等特点。它们广泛应用于便携式设备、电池供电系统、太阳能电池等。

6. 特殊功能运放:这类运放具有特殊的性能或功能,用于特定的应用。例如,差分放大器用于抑制共模噪声,比较器用于信号比较和触发,自耦变压器用于隔离输入和输出信号等。这些特殊功能运放能够满足特定应用的需求。

集成运算放大器及其应用【精选文档】

集成运算放大器及其应用【精选文档】

第5章集成运算放大器及其应用

在半导体制造工艺的基础上,把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上,构成具有特定功能的电子电路,称为集成电路。

集成电路具有体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产,因此其发展速度极为惊人。目前集成电路的应用几乎遍及所有产业的各种产品中.在军事设备、工业设备、通信设备、计算机和家用电器等中都采用了集成电路.

集成电路按其功能来分,有数字集成电路和模拟集成电路。模拟集成电路种类繁多,有运算放大器、宽频带放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁相环、模/数和数/模转换器、稳压电源和音像设备中常用的其他模拟集成电路等。

在模拟集成电路中,集成运算放大器(简称集成运放)是应用极为广泛的一种,也是其他各类模拟集成电路应用的基础,因此这里首先给予介绍。

5。1 集成电路与运算放大器

简介

5.1.1 集成运算放大器概述

集成运放是模拟集成电路中应用最为广泛的一种,它实际上是一种高增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大器。之所以被称为运算放大器,是因为该器件最初主要用于模拟计算机中实现数值运算的缘故。实际上,目前集成运放的应用早已远远超出了模拟运算的范围,但仍沿用了运算放大器(简称运放)的名称。

集成运放的发展十分迅速。通用型产品经历了四代更替,各项技术指标不断改进.同时,发展了适应特殊需要的各种专用型集成运放.

第一代集成运放以μA709(我国的FC3)为代表,特点是采用了微电流的恒流源、共模负反馈等电路,它的性能指标比一般的分立元件要提高。主要缺点是内部缺乏过电流保护,输出短路容易损坏。

几种运算放大器比较器及电路的简单分析

几种运算放大器比较器及电路的简单分析

几种运算放大器比较器及电路的简单分析运算放大器和比较器是两种常见的电子元件,它们在电路中具有不同

的功能。本文将对这两种电子元件进行简单的分析和比较。

一、运算放大器

运算放大器是一种用于放大电压信号的电子设备。它具有高放大倍数

和低失真的特点,常被用于放大微弱的输入信号。运算放大器一般由多级

放大电路组成,其中包括差动输入级、差动放大级、共射放大级和输出级。运算放大器具有以下几个特点:

1.高放大倍数:运算放大器通常具有很高的开环放大倍数,可以放大

微小的输入信号。

2.低失真:运算放大器的差分输入电阻和输入容量很低,从而减小了

输入信号的失真。

3.稳定性好:运算放大器具有很好的直流稳定性和交流稳定性,使其

能够在不同的负载条件下稳定工作。

4.大信号驱动能力:运算放大器能够输出较大的电流和电压,可以驱

动各种负载。

5.可调增益:运算放大器通常具有可调的增益,可以通过调节电阻、

电容或反馈电阻等元件来改变放大倍数。

运算放大器常被应用于放大、滤波、积分、微分和开关等电路中,常

见的应用有示波器、滤波器和反馈电路等。

二、比较器

比较器是一种用于比较两个电压的电子元件。它具有高增益和快速响应的特点,常被用于判断输入信号的大小关系。比较器通常由不同类型的放大电路和判决电路组成,常见的比较器有有限增益比较器、开环比较器和比率比较器等。比较器具有以下几个特点:

1.高增益:比较器通常具有很高的增益,可以放大微小的输入差异。

2.快速响应:比较器的响应时间很短,可以快速判断输入信号的大小关系。

3.可调阈值:比较器可以通过调节电阻、电容或反馈电阻等元件,改变阈值的位置。

集成运算放大器

集成运算放大器
下图是由运放和三极管组成的恒流源电路,电流可调 。用运放设计的恒流源电路引入了反馈,相比三极管 式的恒流源,运放式的恒流源有足够的精度和可调性
集成运算放大器
利用运放的"虚短"特性,同相电压=反相电压。同时电路中反相输入端又接一电阻R4至地。当在电阻R2
1
输入VIN稳定电源电压时,电阻R4两端的电压也为VIN不变,因此无论外界电路如何变化,流过R4电阻 的电流是不变的;同三极管恒流电路原理分析一样,R1负载的电流等于R4电阻的电流,所以即使R1负
载的电源为可变电压电源,R1负载的电流也是保持固定不变,达到恒流的效果
2 1.9 热电阻测量电路
电路是典型的热电阻 / 电偶的测量电路,其测量思路为:将 1-10mA 的恒流源加于负载,将会在负载
3
上产生一定的电压,将该电压进行有源滤波处理,处理后在进行信号的调整(信号放大或衰减),最后 将信号送入 ADC 接口。该电路应用时,要注意在输入端施加保护,可以并 TVS,但要注意节电容对测
1.6 滤波器
集成运算放大器
由集成运放可以组成一阶滤波器和二阶滤波器,其中一阶滤波器有20dB每倍频的幅频特 性,而二阶滤波器有40dB每倍频的幅频 特性。为了阻挡由于虚地引起的直流电平,在运放的输入端 串入了输入电容Cin,为了不影响电路的幅频特性,要求这个电容是 C1的100倍以上,如果滤波器还 具有放大作用,则这个电容应是C1的1000倍以上,同时,滤波器的输出都包含了Vcc/2的直流偏 置,如果电路是最后一级,那么就必须串入输出电容

集成运放电路应用及调测

集成运放电路应用及调测

集成运放电路应用及调测

1. 集成运放电路的应用

集成运放电路是一种非常常见而且非常有用的电子元器件。它主要用于放大和信号过滤,它的主要优势是高增益、低失真和高输入阻抗。这些优势让它成为许多电子应用领域的首选元件。

1.1 放大器

集成运放电路最常用的应用是作为放大器。它可以将输入信号的电压放大并输出到负载。这样可以扩大信号的幅度,以便更轻松地对其进行处理。放大器在音频放大器、视频放大器、传感器和天线放大器中被广泛使用。

1.2 滤波器

另一种常见的应用是作为滤波器。在此应用中,集成运放电路通常作为一个有源滤波器来实现。有源滤波器比被动滤波器的优点在于它不会影响信号的输入阻抗,同时可以在滤波器的输出端提供高增益。集成运放电路在低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器中都有用。

1.3 比较器

集成运放电路还可以作为比较器。在此应用中,在两个输入信号之间进行比较,并输出高电平或低电平。这对于数字电路和控制电路非常有用。

1.4 可调放大器

集成运放电路还可以实现可调放大器。这种应用中,运放的放大增益可以通过控制电压来实现,使其非常适合在可调放大器和音量控制电路中使用。

2. 集成运放电路的调试

2.1 输电阻抗

集成运放电路的输入阻抗是非常高的,所以在调试前必须考虑信号源的传递阻抗。当信号源的传输阻抗低于运放输入阻抗时,会出现信号失真和干扰。

2.2 输入偏置电压

集成运放电路的输入偏置电压可能会影响其性能。在调试时,必须测量输入偏置电压,并确保其在可接受的范围内。如果输入偏置电压过高,则可能会影响电路的输出。

2.3 输出电平

集成运放的设计与应用

集成运放的设计与应用
1980年代
集成运放的应用领域不断扩大,性能 不断提高,新型结构如BiCMOS、 Bipolar集成运放不断涌现。
1970年代
随着半导体工艺的发展,出现了双极 型集成运放,其性能得到大幅提升。
1990年代至今
随着集成电路技术的发展,CMOS集 成运放逐渐占据主导地位,其低功耗 、高稳定性等特点备受青睐。
集成运放的设计与应用
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目 录
• 集成运放概述 • 集成运放的设计 • 集成运放的优化与改进 • 集成运放的发展趋势与挑战
01
集成运放概述
集成运放的定义与特点
定义
集成运放是一种将多个运算放大 器集成在一块芯片上的集成电路 ,具有高放大倍数、低噪声、低 失真等特点。
特点
集成运放具有高带宽、低噪声、 低失真、低功耗、高精度、高稳 定性等优点,广泛应用于信号放 大、滤波、电压比较等领域。
未来集成运放的研究方向
新材料、新工艺的应用
随着新材料和工艺的发展,未来集成运放将更加注重新材料、新 工艺的应用,以提高性能和降低成本。
智能化和自动化控制
未来集成运放将更加注重智能化和自动化控制的研究,以提高集成 运放的自适应能力和智能化水平。
多功能集成
未来集成运放将向多功能集成方向发展,除了基本的放大功能外, 还将集成其他信号处理功能,如滤波、比较等。

集成运放的实际应用

集成运放的实际应用

集成运放的实际应用

集成运放(Integrated Operational Amplifier)是一种常见的电子器件,广泛应用于各种电路中。它的主要功能是放大电压信号,并具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点。集成运放的应用非常广泛,下面将介绍几个与集成运放相关的实际应用。

集成运放在音频放大器中的应用非常常见。音频放大器是将低功率音频信号放大为较大功率的电子设备,常见的应用场景包括音响系统、汽车音频设备等。集成运放作为音频放大器的核心部件,能够提供高品质的音频放大效果。它可以放大音频信号的幅度,同时保持音频信号的准确性和稳定性,使得音乐、语音等声音更加清晰、真实。

集成运放在模拟计算器中的应用也非常重要。模拟计算器是一种能够进行各种数学运算的电子设备,广泛应用于科学研究、工程设计等领域。在模拟计算器中,集成运放可以用于实现各种数学运算,如加法、减法、乘法、除法等。它的高精度和稳定性能保证了计算结果的准确性,提高了计算器的可靠性和实用性。

集成运放还在信号调理中起到了重要的作用。信号调理是指对输入信号进行处理和优化,以满足特定的要求。在信号调理中,集成运放可以用于滤波、放大、补偿等操作。例如,在传感器信号处理中,集成运放可以用于放大微弱的传感器信号,提高信号的可靠性和稳定性。又如,在音频信号处理中,集成运放可以用于实现音频信号

的均衡和控制,使得音频信号更加优质和适合特定的应用场景。

集成运放还在仪器仪表中有着广泛的应用。仪器仪表是一种测量和控制物理量的设备,广泛应用于科学实验、工程测试等领域。在仪器仪表中,集成运放可以用于放大和处理测量信号,提高测量的精确度和可靠性。例如,在电压测量中,集成运放可以用于放大微弱的电压信号,使其达到适合测量的范围。又如,在温度测量中,集成运放可以用于放大和补偿传感器产生的微弱信号,提高温度测量的精确度和稳定性。

运放的几种用法

运放的几种用法

运放的几种用法

运放,全称为运算放大器,是一种常用的电子器件,主要用于放大输入信号,提供给后续电路使用。它有多种用法,常见的包括如下几种:

1. 放大器:运放最基本的用法就是放大输入信号。通过调整运放的电路配置和参数,可以实现不同的放大倍数和频率响应。这使得运放在音频放大、信号调理以及传感器信号放大等领域有广泛应用。

2. 比较器:运放可以将输入信号与一个参考电平进行比较,并输出一个相应的逻辑电平。这种用法常用于电压判别、信号检测和电路保护等应用中。通过设定适当的阈值电平,可以实现不同的比较功能。

3. 整流器:运放可以将交流信号转换为直流信号。在正半周和负半周的运算过程中,运放的输出极性不同,从而实现了信号的整流。这种用法广泛应用于功率转换、电源供应和通信调制等领域。

4. 仪表放大器:运放具有高精度、低噪声和高输入阻抗等特点,使其非常适合作为测量仪器的前置放大器。它可以将微弱的信号放大,同时抑制噪声和干扰,提高测量精度。

5. 滤波器:运放配合电感、电容等元件可以构成滤波器电路。通过调整电路参数,可以实现不同的滤波特性,如低通滤波、高通滤波和带通滤波等。这种用法常用于音频处理、信号调理和通信系统等领域。

运放作为一种多功能的电子器件,在电子电路设计和信号处理中发挥着重要的作用。其具有低成本、易获取、易应用的特点,因此被广泛应用于各个领域。

集成运放的典型应用

集成运放的典型应用

集成运放的典型应⽤上⼀贴我们讲了集成运算放⼤器的原理,对集成运放有了⼀个初步的了解,其实在综保插

件⾥应⽤的两个集成运放LM339是作为电压⽐较器应⽤的,通过电流互感器传来的电流信号转换成电压信号,与插件内部设定的电压信号进⾏⽐较,当电流互感器传来的信号⼤于插件内部设定的电压信号时,综保插件就会认为照明主回路有短路故障,从⽽驱动执⾏电路切断主回路的交流接触器控制电源。漏电保护电路也同短路保护电路⼀样,进⾏电压⽐较来判断设备是不是漏电的。

集成运算放⼤器是这样组成⽐较电路:

集成运算放⼤器 ,简称为集成运放.它实际上是⼀个⾼增益的多级直接耦合放⼤器 ,最早⽤于模拟计算机 ,并由此⽽得名.随着电⼦技术的⾼速发展 ,集成运放不断升级换代 ,其性能参数和技术指标不断

提⾼ ,⽽价格⽇益降低.它的应⽤早已超出运算的范畴之外 ,已成为⼀种通⽤性很强的功能性器件 ,它的

应⽤犹如六、七⼗年代⽆线电电路中的三极管⼀样 ,已成为现代电⼦电路中的核⼼器件 ,正如三级管⼀

样 ,如略去电源端和调零端以外 ,集成运放的符号也有三个端 ,即反相输⼊端、同相输⼊端和输出端.

图1 集成运放符号

集成运放的⾼增益 ,其含义是开环电压放⼤倍数趋于⽆穷⼤ ,其次输

⼊电阻⾼ ,⼏乎不从信号源索取电流;输出电阻低 ,带负载的能⼒很强.这

三点是集成运放多项性能指标中的集中体现.尤其是前两条 ,是分析运放

线性应⽤的原始依据 ,即可以演变为所谓 “虚短” 和 “虚断” 的两条重要性

质.由于输出和输⼊可写为:U0 = Au (U+ - U- ) ,因为开环电压放⼤倍数Au

电路设计中的运放与比较器应用

电路设计中的运放与比较器应用

电路设计中的运放与比较器应用在电子工程领域,运放和比较器是常见的电路元件。它们在各种电路中发挥着重要的作用,尤其在信号处理和控制系统中。本文将介绍一些关于电路设计中运放和比较器的应用。

运放,全称为运算放大器,是一种具有放大和信号处理功能的集成电路。它通常由多个晶体管和电阻器组成。运放的输入端包括非反相输入端(+)和反相输入端(-),而输出端则输出放大信号。运放具有高增益、低失真等特点,被广泛应用于模拟电路、滤波器、数模转换器等。

在模拟电路中,运放常用于信号放大的电路中。通过调整运放的电源以及选择合适的反馈电阻,可以实现对输入信号的放大。此外,运放还可以用于求和电路和差分放大器的设计。求和电路可以将多个输入信号进行求和,用于信号混合和抽取。差分放大器则可以在两个输入信号之间得到差值,广泛应用于测量和控制系统中。

除了在模拟电路中的应用,运放还可以用于数字电路中。比如,它可以用于模拟信号的数字化转换。通过在运放输出端连接一个模数转换器(ADC),可以将模拟信号转换为数字信号,进行数字信号处理和传输。此外,运放还可以用于电源管理电路中的错误放大器设计,以提高系统的灵敏度和稳定性。

与运放相比,比较器是一种高增益、高速度的电路元件。它通常由一个差分放大器和一个阈值参考电压构成。比较器的作用是将输入信

号和参考电压进行比较,并输出高电平或低电平的信号。比较器常用

于模拟信号和数字信号的判定、触发器和开关等电路中。

在模拟信号处理中,比较器常用于信号的门限检测。通过设置比较

器的阈值电压,可以判断输入信号是高于还是低于阈值,并输出相应

集成运算放大器的应用(二)

集成运算放大器的应用(二)

Uo
并记录 ui-uo波形 3、将分压支路电阻RF由100K改为200K,
重复步骤(2)
4、UR=0.5V,重复步骤(2)
2019/10/9
15
电气与自动化工程学院
电工电子实验中心
三、实验内容
(1)滞回特性反相电平检测器-观察输入输出波形ui-uo
500Hz,幅值2V正弦信号
ui
Dz
2DW231
UR
4、调节直流可调电源使UR=0.5V,如下 表改变Ui幅值,测量Uo电压。
2019/10/9
11
电气与自动化工程学院
三、实验内容
电工电子实验中心
1、电压比较器 -观察输入输出波形ui,uo
500Hz,幅值2V正弦信号
ui
1、按图接线 2、 ui输入500Hz、幅值 为2V的正弦信号
Dz
2DW231
电工电子实验中心
三、实验内容
1、电压比较器 -测量电压传输特性
注:用数字万用表直流电压 档测Ui,UR,UO
Ui UR
Dz
2DW231
1、 接通±12V电源。
Uo 2、将直流可调电源直流信号Ui,UR分别
接至电压比较器电路反向,同相输入端。 3、调节直流可调电源使UR=0V,如下表 改变Ui幅值,测量Uo电压。
所示。调整电位器,可使失调电压为零。

电路中的集成运算放大器有哪些常见应用

电路中的集成运算放大器有哪些常见应用

电路中的集成运算放大器有哪些常见应用

集成运算放大器(Operational Amplifier,简称OP-AMP)是一种高

增益、差分输入的电子放大器,广泛应用于各种电路中。其特点是具

有高输入阻抗、低输出阻抗、高增益和宽带宽等特性,使其在电子电

路中具有广泛的应用场景。本文将介绍集成运算放大器的常见应用。

一、比较器应用

集成运算放大器常用作比较器,将两个输入信号进行比较,并输出

高电平或低电平信号。比较器广泛应用于模拟量与数字量的转换电路、触发器电路和开关电路等。由于集成运算放大器的开环增益极高,可

以将其作为一个高增益的比较器来使用。

二、信号放大器应用

集成运算放大器可以作为信号放大器,常常用于放大小信号。在电

子测量仪器、音频设备和放大器电路中,集成运算放大器可以将微弱

的输入信号放大到足够的幅度,以便后续电路进行处理。同时,由于

集成运算放大器具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点,可以有效地保

持信号的稳定性和减小干扰。

三、滤波器应用

集成运算放大器被广泛应用于滤波器电路中,用于实现不同类型的

滤波功能。通过合理设计电路参数,可以实现低通滤波、高通滤波、

带通滤波和带阻滤波等不同的滤波效果。这些滤波器常见于音频设备、

无线通信电路和精确测量仪器等领域,用于滤除噪声、增强特定频率

信号或去除干扰。

四、运算器应用

集成运算放大器还可作为数学运算器,用于实现信号的数学运算。

比如,加法器、减法器和乘法器等。在模拟计算系统、自动控制系统

以及信号处理系统中,集成运算放大器可以实现各种数学运算,对输

入信号进行处理和合成。

五、积分器和微分器应用

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对比集成运放的两种应用

摘要:集成运放在现实生活中具有广泛的应用,我们按照特点将其分为线性应用和非线性应用。本文概括、对比了两种应用电路的特点、判定标准、分析方法及典型电路。

关键词:线性应用;非线性应用;“虚短”;“虚断”

集成运放是由具有高放大倍数的直接耦合放大电路所组成的集成电路。内部元器件都集成在同一小硅片上,元器件之问的距离近,对称性好,采用差分输入级有效地克服了零点漂移的突出问题。在实际应用电路中,由运算放大器构成了种类繁多、功能各异的电路,总体分为集成运放的线性应用和非线性应用。

1 在特点及判断标准上的对比

运放工作在线性区和非线性区的特点和判断标准都是不相同的:(1)当集成运放工作在线性区时,集成运放的输入输出成一定的比例关系,其电压放大倍数不再是开环变压放大倍数Auo,而是闭环电压放大倍数Auf,即图1中斜线的斜率;(2)当集成运放工作在非线性区,其内部的输出级三极管进入饱和区工作,输出电压与集成运放的输入信号不再呈线型关系,

其值近似等于电源电压Uom。

2 在基本分析方法上的对比

由于实际的集成运放的指标接近理想化条件,引入理想集成运放的模式后,把实际的集成运放当作理想集成运放来分析电路所引起的误差不大,这是允许的。所以我们利用“虚短”“虚断”的概念来分析电路,可以大大简化集成运放应用电路的分析过程。

(1)虚短:是指集成运放的同相输入端和反相输入端即好像是短路,又不是真正短路。即u+-u-≈0(实际不足1 mV)。

如果集成运放其中一输入端接地(或通过电阻接地),即u+(或u-)=0,根据“虚短”,则u-(或u+)≈0,但这个输入端又不是直接接地,这种情况下称之为“虚地”。

(2)虚断:是指集成运放的两输入端与内部电路即像是断路,又不是真正断路。即i+=i-≈0(往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流)。

集成运放工作在不同区域时,分析方法不尽相同,线性应用电路可使用“虚短”、“虚断”,而非线性应用电路仅能使用“虚断”。

3 在分析过程中的对比

在分析集成运放应用电路时,如电路中存在负反

馈,则根据电路的不同利用“虚短”、“虚断”来进行分析;如电路在非线性区工作,应先找到专责点再进行分析。这样对不同电路采用不同的分析方法,能迅速找到其输入输出的关系,如图2所示。

4 应用上的对比

集成运放的线性应用多用作数学模拟运算、波形变换、滤波等场合。非线性应用多用于数模转换、数字仪表、自动控制和自动检测等技术领域,以及波形产生及变换等场合。在实际中运放线性应用的场合远高于非线性应用的场合,由运放组成的各种信号运算电路及其信号变换电路均属于线性应用。

4.1线性应用电路

4.1.1完成信号运算功能

集成运放线性应用可以完成信号的比例运算、加法以及减法运算。以反相比例运算电路为例进行仿真,电路中参数设置如图3(a)所示,得到仿真结果如图3(b)所示,观察输入输出的关系(其中红色正弦曲线表示输入信号,蓝色正弦曲线表示输出信号),可以得到输出信号是输入信号反相、并按比例放大后的结果。

4.1.2 完成信号变换功能

积分电路可将方波变换为三角波,微分电路可将

方波变换为正负尖脉冲,如积分运算电路、微分运算电路。此外,集成运放线性应用还可以完成滤波功能。

4.2 非线性应用电路

集成运放非线性应用主要指比较器和信号发生器。比较器可以完成信号的比较、变换作用;信号发生器有矩形波和正弦波发生器两种。

参考文献

[1]赵建中,寅英.集成运放及其应用.内蒙古科技与经济,2002,(7):105-106

[2]王岳昭.集成运放电路分析方法探析.宁夏大学学报,2001,22(4):399-402

作者简介

相方园(1982-),女,山东临沂人,硕士,讲师。

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