几种运算放大器(比较器)及经典电路地简单分析报告

有用标准文档有用标准文档路板修理的同行，看完后有所斩获。遍观全部模拟电子技朮的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比方这Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi……最终学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！假设我们将电路稍稍变换100给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。虚短和虚断的概念80dB出电压是有限的，一般在10V～14V1mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。明显不能将两输入端真正短路。两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。明显不能将两输入端真正断路。运放电路工作原理时，首先请各位临时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么入……临时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位临时不输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是抱负放大器〔其实在修理中和大多数设计过程中，把实际放大器当做抱负放大器来分析也不会有问题〕。好了，让我们抓过两把“板斧” “虚短”和“虚断”，开头“庖丁解牛”了。(原文件名:1.jpg)引用图片图一运放的同向端接地=0V0V，反向输入端输入电阻很高，虚断，几乎R1R2R1I1=(Vi-V-)/R1……aR2的电流I2=(V--Vout)/R2……bV-=V+=0……cI1=I2……d求解上面的初中代数方程得Vout=(-R2/R1)*Vi这就是传奇中的反向放大器的输入输出关系式了。(原文件名:2.jpg)引用图片的电流I=Vout/(R1+R2)……bVi等于R2=I*R2c由abcVout=Vi*(R1+R2)/R2这就是传奇中的同向放大器的公式了。(原文件名:3.jpg)引用图片V-=V+=0……a由虚断及基尔霍夫定律知，通过R2R1R3(V1V-)/R1+(V2–V-)/R2=(Vout–V-)/R3……b代入abV1/R1+V2/R2=Vout/R3假设取R1=R2=R3，则上式变为Vout=V1+V2，这就是传奇中的加法器了。(原文件名:4.jpg)引用图片请看图四。由于虚断，运放同向端没有电流流过，则流过R1和R2的电流相等，同理流过R4和R3的电流(V1–V+)/R1=(V+-V2)/R2……a(VoutV-)/R3=V-/R4……b由虚短知：V+=V-……c假设R1=R2，R3=R4V+(V1V2)/2V-Vout/2VoutV1+V2也是一个加法器，呵呵！(原文件名:5.jpg)引用图片R1的电流等于通过R2的电流，同理通过R4的电流等于R3的电流，故有(V2–V+)/R1=V+/R2……a(V1–V-)/R4=(V--Vout)/R3……bR1=R2V+=V2/2……c假设R3=R4，则V-=(VoutV1)/2……dV+V-……eVout=V2-V1了。(原文件名:6.jpg)引用图片R1C1等。通过R1i=V1/R1C1i=C*dUc/dt=-C*dVout/dt所以Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dtV1U，则上式变换Vout=-U*t/(R1*C1)t是时间，则Vout0(原文件名:7.jpg)引用图片C1和电阻R2Vout=-i*R2=-(R2*C1)dV1/dt这是一个微分电路。假设V1VoutV1(原文件名:8.jpg)引用图片Vx=V1……aVy=V2……b由虚断知，运放输入端没有电流流过，则R1、R2、R3I=(Vx-Vy)/R2……c则：Vo1-Vo2=I*(R1+R2+R3)=(Vx-Vy)(R1+R2+R3)/R2……d由虚断知，流过R6R7R6=R7，则Vw=Vo2/2……eR4=R5，则VoutVu=Vu–Vo1，故Vu=(Vout+Vo1)/2……f由虚短知，Vu=Vw……g由=Vo2Vo1……hdhVout=(Vy–Vx)(R1+R2+R3)/R2上式中(R1+R2+R3)/R2值，此值确定了差值(Vy–Vx)的放大倍数。这个电路就是传奇中的差分放大电路了。(原文件名:9.jpg)引用图片0~20mA4~20mAADC4~20mA100Ω电阻R1，在R1上会产生0.4~2V的电压差。由虚断知，运放输入端没有电流流过，则流过R3和R5的电Vx=Vy……c0~20mAV1=V2+(0.4~2)……dcdb(V2=R4/R2=22k/10k=2.2，则fVout=-(0.88~4.4)V4~20mA-0.88~-4.4VADC(原文件名:10.jpg)引用图片电流可以转换成电压，电压也可以转换成电流。图十就是这样一个电路。上图的负反响没有通过电阻直接反响，而是串联了三极管Q1的规律仍旧是符合的！由虚断知，运放输入端没有电流流过，则(Vi–V1)/R2=(V1–V4)/R6……a同理(V3–V2)/R5=V2/R4……b由虚短知V1=V2……cR2=R6，R4=R5，则由abcV3-V4=ViR7ViR7I=Vi/R7，假设负载RL<<100KΩ，则通过RlR7(原文件名:11.jpg)引用图片PT100PT1002VR14、R20、R15、Z1、PT100路上。Z1、Z2、Z3、D11、D12、D83及各电容在电路中起滤波和保护作用，静态分析时可不予理睬，Z1、Z2Z3D11D12D836、75V4=V3bU8A2R18R19(V2-V4)/R19=(V5-V2)/R18……cU8A3V1=V7……dR15Z1、PT100PT100R17U8A3V7=2*(Rx+2R0)/(R15+Rx+2R0)…..e由虚短知，U8A第3脚和第2脚电压相等，V1=V2……f由abcdef得，(V5-V7)/100=(V7-V3)/2.2化简得V5=(102.2*V7-100V3)/2.2即V5=204.4(Rx+2R0)/(1000+Rx+2R0)–200/11……g上式输出电压V5是U8C10V5=V8=V9=2*R0/(R15+Rx+2R0)……a(V6-V10)/R25=V10/R26……b由虚短知，V10=V5……cabcV6=(102.2/2.2)V5=204.4R0/[2.2(1000+Rx+2R0)]……hghV5、V6RxR0，Rx，pt100LM3391〕失调电压小，典型值为2mV；2〕电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为1V-±18V34Vo；5〕差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；6〕输出端电位可敏捷便利地选用。IR2339、ANI339、SF339LM339C-141LM339IR2339、ANI339、SF339LM339用“-”表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压〔也称为门限电平，它可选择LM339〕，另一端加一两个输入端电压差异大于10mV就能确保输出能从一种状态牢靠地转换到另一种状态，因此，把LM339LM339电阻〔3-15K〕。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位负载的值。另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。单限比较器电路图2a给出了一个根本单限比较器。输入信号Uin，即待比较电压，它加到同相UOH2b31/4LM339R1R2。UR=R2/〔R1+R2〕*UCC。Rt端电压大于“-”端电压，Uo电压大于“+”端，比较器反转，UoR1的值可以转变门限电压，既设定温度值的大小。迟滞比较器〔起伏。在电路中引入正反响可以抑制这一缺点。4bΔ路寄生耦合而产生的自激振荡。561/4LM339U4<2.8V，U5=2.8V，输出开路，过电压保护电路不工作，作为正反响BG1242VU4>2.8V0V，BG1U5R1R22.7V，促U4U5，这就使翻转后的状态极为稳定，避开了过压点四周由于电网电〔迟滞〕，在过电压保护后，电网电压要降到242-5=237VU4<U3，电磁炉才又开头工作。这正是我们所期望