运算放大器使用技巧
运算放大器1至4脚供电

运算放大器1至4脚供电一、运算放大器基本概念与结构运算放大器,又称为运放,是一种模拟电路,具有广泛的应用。
它主要由输入端、输出端、正负电源端以及接地端组成。
在实际应用中,运算放大器的供电方式有多种,其中1至4脚供电是一种常见的供电方式。
二、运算放大器的供电方式及特点1.1至4脚供电:运算放大器的1至4脚供电指的是正负电源分别接入第一和第三脚,第二脚作为接地端。
这种供电方式具有以下特点:(1)稳定性:1至4脚供电方式有利于提高运算放大器的稳定性,降低自激振荡的风险。
(2)电源抑制比:该供电方式具有较高的电源抑制比,能够降低外部电源波动对电路性能的影响。
(3)输入输出阻抗:1至4脚供电时,运算放大器的输入输出阻抗较高,有利于提高信号传输效果。
2.注意事项:在采用1至4脚供电时,应注意以下几点:(1)电源电压范围:确保正负电源电压在运算放大器的工作电压范围内,以保证电路正常工作。
(2)电源去耦:为减小电源干扰,应采用去耦电路,提高电路的抗干扰能力。
(3)接地处理:合理处理接地端,降低接地电阻,以减小地线干扰。
三、1至4脚供电的实现与应用1.实现:在实际电路设计中,根据运算放大器的供电需求,将正负电源分别接入第一和第三脚,第二脚接地。
同时,注意电源线宽度和间距,以满足电路性能要求。
2.应用:1至4脚供电在各类电子设备中均有广泛应用,如音频放大器、滤波器、电压跟随器等。
这种供电方式有利于提高电路的稳定性和可靠性,满足各种场合的需求。
四、注意事项与实用技巧1.注意事项:(1)根据实际应用场景选择合适的运算放大器型号。
(2)确保电源电压稳定,避免电压波动对电路性能造成影响。
(3)合理布局电路,减小相互干扰。
2.实用技巧:(1)采用多层印刷电路板,提高电路的抗干扰能力。
(2)电源线采用双绞线,降低外部电磁干扰。
(3)在地线附近增加屏蔽层,减小外部干扰信号。
通过以上分析,我们可以看出,1至4脚供电方式在运算放大器应用中具有诸多优势。
op07失调电压

op07失调电压【原创版】目录1.OP07 失调电压的定义和作用2.OP07 失调电压的测量方法3.OP07 失调电压的调整技巧4.OP07 失调电压对电路性能的影响5.总结正文一、OP07 失调电压的定义和作用OP07 是一种常见的运算放大器,广泛应用于各种电路设计中。
失调电压是指运算放大器在工作过程中,由于制造工艺等原因导致的输出电压与理想值之间的偏差。
在 OP07 中,失调电压是一个重要的参数,它直接影响到电路的性能和稳定性。
二、OP07 失调电压的测量方法测量 OP07 失调电压的方法有多种,其中最常见的是使用万用表进行测量。
具体操作步骤如下:1.将 OP07 安装到电路板上,确保电路连接正确。
2.使用万用表的直流电压档,将红表笔连接到 OP07 的非反相输入端,黑表笔连接到反相输入端。
3.读取万用表上的数值,这个数值即为 OP07 的失调电压。
三、OP07 失调电压的调整技巧虽然失调电压是 OP07 的一个固有参数,但在一定程度上可以通过调整电路来改善。
以下是一些常用的调整技巧:1.选择合适的电源:保证电路的电源电压稳定,可以减小失调电压的影响。
2.使用负反馈:通过引入负反馈,可以降低 OP07 失调电压对电路性能的影响。
3.调整电阻值:通过调整电路中的电阻值,可以改变 OP07 的工作状态,从而减小失调电压。
四、OP07 失调电压对电路性能的影响OP07 失调电压对电路性能的影响主要表现在以下几个方面:1.影响电路的稳定性:失调电压过大会导致电路出现自激振荡,影响电路的稳定性。
2.降低电路的精度:失调电压会导致输出信号与输入信号之间的误差增大,降低电路的精度。
3.影响电路的动态性能:失调电压过大会降低电路的响应速度,影响电路的动态性能。
五、总结OP07 失调电压是运算放大器中的一个重要参数,它对电路的性能和稳定性有着重要影响。
运算放大器

运算放大器(英语:Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP、运放)是一种直流耦合,差模(差动模式)输入、通常为单端输出(Differential-in, single-ended output)的高增益(gain)电压放大器,因为刚开始主要用于加法,减法等模擬运算电路中,因而得名。
通常使用运算放大器时,会将其输出端与其反相输入端(inverting input node)连接,形成一负反馈(negative feedback)组态。
原因是运算放大器的电压增益非常大,范围从数百至数万倍不等,使用负反馈方可保证电路的稳定运作。
但是这并不代表运算放大器不能连接成正反馈(positive feedback)组态,相反地,在很多需要产生震荡信号的系统中,正反馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。
运算放大器有许多的规格参数,例如:低频增益、单位增益频率(unity-gain frequency)、相位边限(phase margin)、功耗、输出摆幅、共模抑制比(common-mode rejection ratio)、电源抑制比(PSRR,power-supply rejection ratio)、共模输入范围(input common mode range)、电压摆动率(slew rate)、输入偏移电压(input offset voltage,又译:失调电压)、还有噪声等。
目前运算放大器广泛应用于家电,工业以及科学仪器领域。
一般用途的集成电路运算放大器售价不到一美元,而现在运算放大器的设计已经非常可靠,输出端可以直接短路到系统的接地端(ground)而不至于被短路电流(short-circuit current)破坏。
目录[隐藏]∙ 1 运算放大器的历史∙ 2 运算放大器的基础o 2.1 电路符号o 2.2 理想运算放大器的操作原理▪ 2.2.1 开回路组态▪ 2.2.2 负反馈组态▪ 2.2.2.1 反相闭回路放大器▪ 2.2.2.2 非反相闭回路放大器▪ 2.2.3 正反馈组态∙ 3 实际运算放大器的局限o 3.1 直流的非理想问题▪ 3.1.1 有限的开回路增益▪ 3.1.2 有限的输入阻抗▪ 3.1.3 大于零的输出阻抗▪ 3.1.4 大于零的输入偏压电流▪ 3.1.5 大于零的共模增益o 3.2 交流的非理想问题o 3.3 非线性的问题o 3.4 功率损耗的考量∙ 4 在电路设计中的应用∙ 5 直流特性∙ 6 交流特性∙7 运算放大器的应用∙8 741运算放大器的内部结构o8.1 电流镜与偏压电路o8.2 差分输入级o8.3 增益级o8.4 输出级∙9 CMOS运算放大器的内部结构∙10 其他应用∙11 参见∙12 参考资料与附注∙13 外部链接[编辑]运算放大器的历史第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成,这个放大器可以执行加与减的工作。
集成运算放大器在测井仪器电路设计中的应用技巧

的用 一根导 线把 两个输 入端 短路 的话 , 则 放 大器就会
因输 入信号 被短 路 为零 而 不工作 了 。这就说 明 , 运放 两输 入端 电位并 不是 完全相 等 ,只不 过非 常接近 ,以 致 于 一般 的电压 表量 不 出差 别来罢 了。 为 了使 运放 的
输 出达到最 大 ,但 尚未饱 和 ,究竟 需要 在运 放的两个
所谓 “ 虚 短” ,是指 当集 成运 算放 大器 工作 在线 性 状 态时 ,运放 两输 入端 电位必 定接 近相等 ,好像这
两个输 入端 已被 内部 一根导 线 “ 短 路”一样 。但 若真
组成 的放 大器就 非常 容易 了 。 1 . 1 反 相输 入放大 器
反相输 入放 大器如 图 1 所示。
的输 入 电阻 ( 1 0 ~ 1 0 Q) 和极 低 的静 态偏 置 电流
大器 的各种性 能 ,如 增益稳 定性 、带 宽 、失真 、输 入 输 出 电阻等 。
( 1 0 一 1 0 。 A) 。因此 ,在运 放正 常工作 时如 果在 其 输入 端 串人 电流 表 , 因为实 际上流 人或流 出运 放输人
电路 设计 中有 着广 泛 的应用 。 由于 集成运放 其本 身 的 放 大倍 数高达 几 十万倍 , 而实 际需 要的放 大器 的放大
倍 数均 较低 ,因此 电路中往 往要 引入 负反馈 ,虽然会 引起 闭环增 益 一定程度 的 降低 , 但 却极大 地改 善 了放
所谓 “ 虚 断” ,是 因为运 放两 输人 端 间具有 极 高
石
油
仪
器
2 01 3年 4月
P E T R oL E U M ・
集成运算放大器在测井仪器电路设计中的应用技巧
物理实验技术中信号转换与放大技巧

物理实验技术中信号转换与放大技巧信号转换与放大技巧在物理实验技术中扮演着至关重要的角色。
无论是在粒子物理实验中的能量测量,还是在生物物理实验中的信号采集,信号转换与放大技巧都能够提高实验的精度和可靠性。
在这篇文章中,我们将探讨几种常见的信号转换与放大技巧,并分析它们的优缺点。
首先,我们来讨论一种常见的信号转换技术——模数转换。
模数转换是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。
它通常分为两个步骤:采样和量化。
采样是指对连续信号进行间隔性抽样,并将其转换为离散的数值。
量化则是将采样得到的数值映射为一个有限的离散值。
这种技术的优点是可以准确地将模拟信号转换为数字信号,并且具有较高的精度和可靠性。
然而,模数转换的缺点是需要较高的采样频率和大量的存储空间。
其次,我们来探讨一种常见的信号放大技术——运算放大器放大。
运算放大器是一种电路元件,具有高增益和高输入阻抗的特点。
通过将信号输入到运算放大器的非反馈输入端,可以实现信号的放大。
这种技术的优点是增益可调节,能够适应不同信号强度的放大要求。
此外,运算放大器放大还能够提高信噪比和输出电流能力,增强信号的稳定性和传递能力。
然而,运算放大器放大也存在一些问题,比如对电源稳定性要求高,可能引起偏差和漂移,还会引入额外的噪声。
除了上述两种常见技术,还有一种比较新颖的信号转换与放大技巧——数字滤波器。
数字滤波器是一种对数字信号进行滤波处理的技术。
它的工作原理是利用数字信号处理算法,对信号进行滤波和降噪。
数字滤波器具有调节带宽和阻带、可实现多种滤波方式和滤波参数调节的优点。
此外,数字滤波器还能够通过组合不同的滤波器模块,实现多种复杂滤波功能。
然而,数字滤波器技术也存在一些挑战,比如对计算资源要求高,可能引起延迟和失真,需要合理选择滤波算法。
在实际应用中,信号转换与放大技巧的选择应根据具体实验需求和信号特性来进行。
不同实验中,信号的幅度、频率范围、噪声等特征可能有所不同,因此需要选择适合的信号转换和放大技术。
电路中的运算放大器如何抑制噪声

电路中的运算放大器如何抑制噪声在电路设计中,噪声是一个常见的问题,它可以干扰信号的传输和处理。
在运算放大器中,抑制噪声是至关重要的。
本文将介绍电路中的运算放大器如何抑制噪声,并探讨一些常用的方法。
一、噪声的来源噪声可以来自于多个方面,例如电源线、元件本身以及热噪声等。
这些噪声会被引入到运算放大器中,影响信号的准确性和质量。
二、共模抑制比共模抑制比(Common Mode Rejection Ratio,CMRR)是衡量运算放大器抑制共模噪声能力的指标。
它表示在输入信号有共模分量时,运算放大器输出信号中的共模信号与共模输入信号之比。
CMRR越高,运算放大器抑制共模噪声的能力越强。
常用的提高CMRR的方法包括采用差分输入电路、使用抵消电路等。
差分输入电路可以将共模信号抵消,从而提高抑制共模噪声的能力。
抵消电路则可以通过引入一个与输入信号反向相等的噪声信号来消除共模噪声。
三、反馈电阻的选择反馈电阻也对抑制噪声起着重要的作用。
反馈电阻越大,运算放大器的放大倍数越高,信号与噪声的比例也越大,从而抑制噪声的效果也越好。
但是,过大的反馈电阻会导致电路的幅频特性受到影响,影响放大器的性能。
因此,在选择反馈电阻时需要综合考虑信号放大倍数和噪声抑制的需求,以及电路的幅频特性。
四、降低输入噪声输入噪声可以通过一些方法来降低。
一种常用的方法是使用低噪声元件,例如低噪声电阻、低噪声电容等。
这些低噪声元件可以减少噪声引入到电路中的概率。
此外,还可以通过合理布线和屏蔽等方法来降低输入噪声。
合理布线可以减少信号线与干扰源的接触,从而减少干扰信号的引入。
屏蔽则可以通过遮挡干扰源的辐射信号,达到降噪的目的。
五、电源滤波电源线是常见的噪声来源之一。
为了抑制来自电源线的噪声,可以采用电源滤波的方法。
电源滤波可以通过添加滤波电容、滤波电感等元件来消除电源线中的噪声。
滤波电容可以将高频噪声短路到地,从而减少其传播到运算放大器的可能性。
滤波电感则可以通过孤立输入和输出电路与电源线之间的电流,进一步提高噪声抑制能力。
运算放大器设计.ppt

40~8 仪表放 3.05
5
大器
8PDIP 精密,
0
50
0.5
12 0
5
8
9
0. 7
4. 5
36
/40~8
低功耗 USD 仪表放 4.95
5
大器
0.0 02
50+ 500/ G
5+2 0/G
12 0
5
8
9
PDIP- 精密低
0. ± ±2. 8/-
功耗仪 USD
7 18 25
40~8 表放大 3.05
7、低噪声运放电路 噪声模型
手册已知OP的宽带噪声输入电压密度 ER R/8(nV/ Hz)
输入电流噪声密度
En(nV/ Hz)
给定电阻阻值。
计算按照上述方式的噪声电压
计算方法:1)找到EN
ENT ENEI ER 222
2)计算噪声电流在电阻上的 噪声电压EI=INxR
3)计算电阻热噪声 E n
4 .2 n V /
Hz
1K R1 // R 2
1n V / 4nV
Hz
/
Hz
VOUT
E NT G N
1 3
V RM S
BW
4 .2 1 0 1
1000 H z
No Image
PDIP8/40~8 5
单电源, 微功耗, 仪表运 算放大 器
USD 2.10
0.0 02
250
3
83 25
பைடு நூலகம்
35
160
0. ± ±1. 18 18 35
PDIP8/40~8 5
微功耗 仪表放 大器
USD 1.40
lm324使用技巧

lm324使用技巧LM324是一种常用的运算放大器,具有低功耗、高增益带宽积和宽电压范围等特点,广泛应用于模拟信号处理电路的设计中。
以下是关于LM324使用的一些建议和技巧:1. 偏置调整:在实际应用中,为了使运算放大器的工作点稳定,通常需要进行偏置调整。
可以通过使用一个电阻网络将信号和电源连接到运算放大器的反馈引脚,通过调整电阻值来实现偏置调整。
2. 断路保护:为了保护运算放大器不受短路或过载的损害,可以在输出端并联一个电流限制器和一个电阻。
这样一来,当输出端短路时,电流限制器会使输出电流减小,防止损坏。
3. 滤波应用:可以将LM324用作低通滤波器或高通滤波器,通过改变电容和电阻的数值可以实现不同的截止频率。
在使用时,需要根据具体的需求选择适当的电阻和电容数值。
4. 比较器应用:除了作为运算放大器,LM324还可以用作比较器。
比较器能够将一个输入信号与一个参考电压进行比较,并输出高或低电平。
在比较器应用中,可以将一个输入接到反馈引脚,通过调整参考电压和输入信号来实现不同的比较功能。
5. 双电源应用:LM324可以使用单电源或双电源工作。
在使用单电源时,需要将非反向输入引脚接到电源的中间点,以保证偏置电压正确。
在使用双电源时,非反向输入引脚需要接到负电源的中间点。
6. 组织布局:在进行线路布局时,应尽量减少导线的长度和交叉。
避免使用过小的焊盘和过小的电解电容,以免电容极性反向时造成损坏。
同时,应注意在焊接时避免过度加热,以免对元器件造成损坏。
7. 必要时进行补偿:LM324在某些高增益情况下可能存在稳定性问题,导致输出不稳定或振荡。
可以通过在运算放大器的输入端串联一个电容或在反馈回路中并联一个电容,来提高稳定性。
8. 过热保护:当运算放大器工作时,如果发热过大,可能会导致损坏。
可以通过在运算放大器附近安装散热片或风扇来进行散热,保持运算放大器的工作温度在安全范围内。
总结起来,LM324作为一种常用的运放,具有众多的应用场景和技巧。
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运算放大器使用技巧一、采用哪种放大器运算放大器基本电路有反相放大器及同相放大器,在实际使用中如何选择?如果输入与输出要求反相,当然要采用反相放大器,若放大的是交流信号,并无相位要求则可以采用同相放大器或反相放大器。
采用哪种好呢?这要根据具体情况来分析。
采用反相放大器的优点是:运放不管有无输入信号,其两输入端电位始终近似为零.两输入端之间仅有低于μV级的差动信号(或称差模信号).而同相输入放大器的两个输入端之间除有极小的差模信号外,同时还存在较大的共模电压。
虽然运放有较大的共模抑制比,但多少也会因共模电压带来一些误差。
同相放大器的优点是输入阻抗极高,因此输入电阻取大取小影响不大,而反相放大器的输入阻抗Zi与输入电阻Ri大小有关(输入阻抗Zi等于输人电阻Ri)例如,输入阻抗要求100kΩ;增益要求300,则若采用反相放大器时,Ri=100kΩ,Rf=30MΩ.这样大的反馈阻值对通用运放很难正常工作了,在这种情况时,采用同相放大器更合适。
另外,还要看信号源的内阻大小。
某些传感器的内阻较大,若采用输入阻抗较小的放大电路,会影响测量精度、在这种情况时采用同相放大器更为合适。
这里介绍一种既采用反相放大器,而且也不采用阻值大的反馈电阻的电路,如图1所示这电路中的反馈电阻Rf不直接接在输出端,而按在由R1、R2组成分压器的中点A。
现对此电路进行一些分析。
此电路要求输入阻抗为100KΩ,增益为-500。
按一般反相放大器设计,Ri=100 K Ω,Rf=50MΩ。
A点的分压比为R1/(R1+R2)=1/500,且有R1《Rf。
根据“虚短”及“虚断”原则,可以列出下式:Ii=Vi/100KΩ=If,IfRf=-VA,代入可得VA=-Vi。
由A点可列出节点电流方程:Ii+If=I2及Ii=(0-VA)/R1=Vi/100;所以,I2=(Vi/100Ω)+(Vi/100KΩ)≈Vi/100Ω。
由此可求出:V0=VA-I2R2=-Vi-(Vi/100Ω)X49.9kΩ=-500Vi,即满足Vo/Vi=-500的要求.在计算中略去If会造成一些误差,但因Rf>>R1,在本例中If仅为Ii的千分之一,故这种误差是不大的。
若需要采用同相放大器,使输入与输出同相,可采用图2的电路。
读者可以自行推导一下其增益是多少。
二、Ri、Rf的选取从反相放大器及同相放大器的增益公式可知,其增益取决于Rf与Ri的比值。
并且通过实验,在一定范围内,Ri、Rf变化,只要它们之间的比值不变,增益也不变,在具体设计中电阻阻值如伺选择呢?以前的实验中,并没有加负载,而实际的放大电路是有负载电阻RL的;如图3所示.1、电阻取值太小设计一个反相放大器,若增益为-100,能否取Ri=10Ω,Rf=100Ω,Rf=lkΩ呢?这比值是对的,但实际是不行的.这可以从两方面来分析:(1)运放输出的电流是流向负载电阻及Rf的,可以看作RL与Rf并联。
所以当Rf 取得很小时(如10—100Ω),则流过Rf的电流就大,运放有限的输出电流能力就不能充分利用,甚至使放大器很快饱和,放大器的输出电压范围变得很小,即线性范围很窄.例如,若Rf为500Ω,当输出电压为10V时,将要20mA流入Rf(若Rf取100Ω,则要100mA),而一般运放输出电流仅土10-20mA.另外,Rf过小,使管耗过大,发热严重,可能要烧坏器件.(2)反相放大器的输入阻抗等于Ri,所以Ri取得很小时,其输入阻抗就很小。
当信号源内阻较大时,信号就输不出来。
2、电阻取值太大Ri及Rf取得过大时可能会带来较大的电流漂移干扰.如Rf取10MΩ,则100nA的工作偏流IiB在Rf上将形成1V压降影响输出,IiB若稍有变化,则会造成输出信号的严重漂移,且会形成对外部干扰很敏感的电路。
若用手指触摸10MΩ电阻,则输出是混有噪声的削顶波形。
另外,由于存在分布电容的因素,当工作频率较高时,频率特性将变坏。
一般电阻在1kΩ-lMΩ之间选取,而在10~100KΩ之间选取是较常见的。
其次的问题是如何选择电阻的精度等级.在对放大倍数要求不严的应用场合,如音响电路的前置放大电路,采用5%精度的电阻即可。
对精度要求高的放大器可采用1%或0.5%的高精度电阻。
一般都采用金属膜电阻。
在业余条件下,可以采用数字式万用表欧姆档来选配电阻,住住可获得较好效果。
这里要指出的是,电阻的阻值也是会随温度变化而变化的,则它会影响放大器的温漂,所以在精度要求较高的放大器中,应选用温度系数较小的电阻,一般高精度电阻其温度系数在lOOppm/。
C以下(ppm表示百分之一)。
最后提一下电阻的功率.由于流过Ri、Rf、Rp电阻的电流都很小,一般可选用1/8W-l/16W的金属膜电阻,若现有1/4W的也可用。
3、能否用半可调电阻代替Ri,Rf ?由于电阻的阻值有一定的误差,能设定的增益与实际增益有一定的差别,而精密电阻价格较贵,并且尺寸较大,能否采用半可调电阻来代替Ri及Rf,通过调整来满足增益的要求,如图4(a)、(b)、(c)所示:从原理上来看,三种方案都可以的,但实际上有一些问题。
首先是半可调电阻的接触不太可靠,在振动或撞击时可能会改变其阻值,一般的半可调电阻的电阻层是碳膜的,它的温度系数较大,与其他电阻温度系数数不匹配,容易产生温漂,因此不适合精度高的放大器,从图4(a)与4(b)比较,采用(b)方案较好,Rf的变化对Rp的影响较小。
方案(c)虽然增益调整范围极大,但实际调节范围不应过大。
在增益调节中采用精密多圈电位器较好,它的特点是:调节方便、精确、温度系数较小。
三、缓冲器的应用图5(a)是大家熟悉的同相放大器电路。
如果电路中Ri=∞,Rf=0,则电路变成图5(b)的样子,它就是缓冲器电路。
由同相放大器增益公式1+Rf/Ri可知,若Rf=0,Ri=∞,则其增益为1。
同样,用“虚短’的原则来分析:反相输入端的电压等于同相端的电压,而反相端已与输出端直接连接在一起,即V0=Vi.这样增益为1的电路虽然十分简单,什么外围元件都没有,有什么用处呢?先按图6来做一个实验。
这里采用的是土9V电源,采用数字表测量,从实验结果可以看出:在空载时(即不接0.5k负载电阻时),在-7.06V~+8.93V范围内输入电压等于输出电压,且是同相的,电压跟随范围相当大。
当负载电流小时,有负载及无负载没有差别。
但负载电流大时,如大于14mA时,输出电压要比输入电压小,即放大器提前饱和。
对于输出载电流大与输出电压的关系,有兴趣的读者,用可图7所示的电路进行测量实验。
缓冲器的特点是输入阻抗极高、输出阻抗极低、能输出较大电流。
因此它可用作缓冲隔离级“插入”电路中,如某些振荡器电路若直接接负载会影响振荡器输出特性甚至或停振,而在振荡器与负载之间插入缓冲器,则可稳定地工作。
又例如一些内阻高的传感器,如压电式传感器,其输出信号非常弱,而且内阻极高。
若采用一般放大器与传感器直接连接会产生较大的测量误差。
这时传感器与放大器间插入一个缓冲器,以起到阻抗变换的作用。
下面再介绍一种实用电路,如图8所示。
为防止看电视影响屋内人学习,一般可用耳机来解决(插入电视机音频输出孔),但如果要多人看时,则可采用图8的电路来解决。
A1~A4是四运放,接成缓冲器(LM324是单电源工作的,电源电压可采用6V)。
由于它输入阻抗高,所以即使四个运放输入端都接在一起也能工作。
耳机可用低阻抗的。
四、运放放大器应用举例本文以无线电制作者最常用的四运放集成电路LM24为例,来介绍运算放大器的几种典型应用。
LM24采用14脚双列直插塑料封装,管脚排列如图9所示。
它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,可使用单电源供电,四组运放除电源共用外,均相互独立。
每—组运算放大器可用图10所示符号来表示,它有五个引出端,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“V0”为输出端。
两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端V0的信号与该输入端信号的相位相反;Vi+(十)为同相输入端,表示运放输出端V0的信号与该输入端信号的相位相同。
由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛于家用电器、电子玩具、报警装置、自动控制等电路中。
下面介绍几种应用实例。
1.反相交流放大器电路见图11。
此放大器可代替晶体管进行交流放大,可用于扩音机前置放大等,特点是电路无需调试。
放大器采用单电源供电,由R1、R2组成1/2V+偏置,C1是消振电容。
放大器电压放大倍数Av由外接电阻Ri、Rf决定:A V=-Rf/Ri。
负号表示输出信号与输入信号相位相反。
按图中所给数值,若Ri=10kΩ,A V=-10。
此电路输入电阻为Ri。
一般情况下先选取Ri与信号源内阻相等,然后根据要求的放大倍数再选定Rf,,C0和Ci为耦合电容。
2.同相交流放大器见图12。
同相交流放大器的特点是输入阻抗高。
其中的R1、R2组成1/2V+分压电路,通过R3对运放进行偏置。
电路的电压放大倍数A V也由外接电阻决定:Av=1+Rf/R4,电路输入电阻为R3,R4的阻值范围为几千欧~几十千欧。
3.交流信号三分配放大器见图13。
此电路可将输入交流信号分成三路输出,三路可分别用作指示、控制、分析等用途,而对信号源影响极小。
因运放A1输入电阻较高。
运放A1~A4均把输出端直接接至负输入端,信号输入至正输入端,相当于同相放大状态时Rf=0的情况,故各放大器电压放大倍数均为1,与分立元件组成的射极跟随器作用相同。
R1、R2组成1/2V+偏置,静态时Al输出端电压为1/2V+,故运放A2~A4输用端亦为1/2V+,通过输入输出电容的隔直流作用,取出交流信号,形成三路分配输出。
4.测温电路见图14。
感温探头采用一只硅三极管3DG6,把它接成二极管形式。
硅晶体管发射结电压的温度系数约为—2.5mV/o C,即温度每上升1o C,发射结电压便会下降2.5mV。
运放A l连接成同相直流放大形式,温度越高,晶体管BG1压降越小,运放A1同相输入端的电压越低,输出端的电压也越低,这是一个线性放大过程。
在A1输出端接上测量或处理电路,便可对温度进行指示或进行其它自动控制。
5.有源带通滤波器许多音响装置的频谱分析器均使用如图15所示电路做为带通滤波器,以选出各个不同频段的信号,在显示器上利用发光二极管点亮的多少来指示信号幅度的大小。
这样有源带通滤波器的中心频率f0=1/2πC[1/R3(1/R1+1/R2)]1/2,在中心频率f0处的电压增益A0=R3/2R1,品质因数Q=1/2[R3(1/R1+1/R2)] 1/2,3dB带宽BW=1/πRC。
也可以根据设计确定的Q、f0、A0值,求出带通滤波器的各元件参数值。