典型运放电路及其计算

1、1 比例运算电路3 积分和微分电路2 求和电路第六章 集成运放运用一 信号运算电路二 电压比较电路 2 单限比较器1 过零比较器 3 滞回比较器4 双限比较器5 集成电压比较器三 RC正弦波振荡电路电路为电压并联负反馈电路。电路处于深度负反馈条件下，虚短和虚断成立。（1）反相比例运算电路利用虚短和虚断得由于集成运放的开环增益一般很高，很容易满足深度负反馈。输出与输入反相一 比例运算电路为提高精度，一般取电压串联负反馈（2）同相比例运算电路利用虚短和虚断得输出与输入同相输出电压和输入电压，幅值相等且相位相同。电压跟随器（3）数据放大器数据放大器是一种高增益高输入电阻和高共模抑制比的直接耦合放大器

2、。应用非常广泛。数据放大器的基础，就是比例运算电路。三运放通用数据放大器运放都是比例运算形式。A1、A2均同相输入，输入阻抗高。电路结构对称，漂移和失调互相抵消。A3为差分放大，将差分输入转换为单端输出。A1、A2参数对称，R2=R3，电阻R1的中点为交流地电位。A1、A2的工作情况如下：改变电阻R1，可灵活的调节放大倍数。如R4=R5，R6=R7，则为了减小误差，提高共模抑制比，几个电阻必须采用高精密度电阻。1. 反相输入求和电路 根据虚短、虚断得：若则有（加法运算）输出再接一级反相电路可得二 求和电路2.同相输入求和电路R+与各输入回路的电阻都有关，调节相互影响。估算调试过程比较麻烦。同相

3、求和电路的应用受限制。采用两级反相求和电路。比较同相求和电路简单易算1. 积分电路式中，负号表示uo与uI在相位上是相反的。根据“虚短” “虚断” ，得设电容器C的初始电压为零，则（积分运算）三 积分和微分电路电阻和电容的乘积称为积分时间常数，设电容器C的初始电压为 当uI为矩形波时，有uo与 t 成线性关系，负向增长，增长速度和UI及时间常数RC有关。实际上，该电容会放电，电容两端电压会减小，也就是uO会逐渐增加。积分电路可以实现波形变换。？ 当uI为正弦波时，有积分电路的输出电压是余弦波。输出电压的相位比输入电压的相位超前了900。积分电路可以实现移相作用。2. 微分电路根据“虚短” “虚

4、断” ，得电容特性输出电压正比于输入电压对时间的微分。 当uI为正弦波时，输出电压比输入电压的相位滞后900。波形变换uC不能突变电容充电uC逐渐增大uO减小变化时间由RC时间常数决定RC越小，充电越快，uO下降越快；RC越大，充电越慢，uO下降越慢。uC不能突变电容放电随着放电电流变小，uO下降；放电电流为0时，uO=0。输入矩形波二 电压比较器单限比较器双限比较器过零比较器滞回比较器模拟量输入电压与参考电压进行比较，并将比较结果输出。比较器的输入量是模拟量，输出为数字量。比较器的输出只有两种状态：高电平或低电平。比较器是模拟电路和数字电路的接口。集成运放工作在非线性区。1. 过零比较器 理

5、想运放开环工作，最简单的过零比较器。阈值电压或门限电平比较器输出电压由一个状态跳变为另一个状态时相应的输入电压。过零比较器的门限电平为零。根据输出电平，判别输入电压与参考电压（0）的大小。输出电压幅度较高，使集成运放的最大输出电压。限幅措施左边稳压管反向击穿，右边二极管正向导通，uo=+UZ左边二极管正向导通，右边稳压管反向击穿，uo=-UZ前者，稳压管击穿后引入深度负反馈，运放工作在线性区；后者，运放处于开环状态，工作在非线性区。 输入为正负对称的正弦波时，输出为方波。2. 单限比较器只有一个门限电平的比较器。参考电压门限电平UT3. 滞回比较器单限比较器抗干扰能力差。滞回比较器，具有滞回传

6、输特性，抗干扰能力较强。集成运放反相输入端和同相输入端的电位相等时，即u-=u+时，输出端的状态发生跳变。u+由参考电压UREF及输出电压u0共同决定。u0有两种可能状态：+UZ或-UZ比较器具有两个不同的门限电平。滞回比较器的传输特性如图：u0从+UZ跳变为-UZ所需要的门限电平：UT+u0从-UZ跳变为+UZ所需要的门限电平：UT-门限宽度或回差 UT门限宽度UT与参考电压无关，仅与UZ、R2 、 RF的值有关。门限电平UT+ 、 UT-与参考电压有关，调节UREF，滞回比较器的传输特性将平行地右移或左移。滞回比较器，用于产生矩形波三角波锯齿波等非正弦信号，也可用于波形变换电路。输入电压u

7、I和参考电压UREF的位置互换，即同相输入滞回比较器。4. 双限比较器具有两个门限电平，检测输入模拟信号的电平是否处于给定的两个门限电平之间。电路有两个参考电压，且UREF1UREF2。uI高于UREF1(更高于UREF2)，运放A1输出高电平，运放A2输出低电平，D1导通，D2截止。U0也为高电平。uI低于UREF2(更低于UREF1)，运放A1输出低电平，运放A2输出高电平，D1截止，D2导通。u0为高电平。uI高于UREF2而低于UREF1，运放A1、运放A2均输出低电平，D1 、 D2均截止。U0为低电平。比较器的传输特性如图：有两个门限电平：上门限电平UTH，下门限电平UTL。本电路

8、中，UTH=UREF1，UTL=UREF2。5. 集成比较器各种电压比较器，可以使用集成运放组成，也可采用专用的集成电压比较器。专用集成比较器的输出电平一般可直接与数字电路兼容。集成比较器：高速电压比较器、中速电压比较器、精密电压比较器、高灵敏度电压比较器、低功耗电压比较器、高阻抗电压比较器等。 正反馈放大电路如图示。（注意与负反馈方框图的差别）a.振荡条件若环路增益则去掉仍有稳定的输出所以振荡条件为振幅平衡条件相位平衡条件1 正弦波振荡电路的条件三 RC正弦波振荡电路两个条件中，主要看是否满足相位条件。起振条件b. 起振和稳幅 当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加，否则波形将出现失真。满足相位平衡条件的某一频率0的噪声信号被不断放大，成为振荡电路的输出信号。 稳幅的作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时，使振幅平衡条件从 回到随机噪声。放大电路（包括负反馈放大电路）c.基本组成部分反馈网络（构成正反馈的）选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈网络合二为一）稳幅环节（非线性元件）a. 电路组成反馈网络兼做选频网络；运放A，放大电路；RC串并联网络，RF和R支路，负反馈。2 RC正弦波振荡电路反馈系数b. RC串并联选频网络的选频特性Z1Z2且令幅频响应相频响应当幅频响应有最大值相频响应c.振荡电路工作原理此时若放大