集成运算放大器及其应用电路
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运放典型应用电路一、什么是运放运放,即运算放大器,是一种集成电路芯片,主要用于放大、滤波、求导等信号处理方面。
它的特点是输入阻抗高、输出阻抗低,增益高、带宽宽广,可以通过外接电路改变其工作方式。
二、基本运放电路1. 非反馈式基本运放电路非反馈式基本运放电路由一个差动输入级和一个单端输出级组成。
其中差动输入级由两个晶体管组成,用于将输入信号转换为差模信号;单端输出级由一个共射极晶体管组成,用于将差模信号转换为单端输出信号。
2. 反馈式基本运放电路反馈式基本运放电路在非反馈式基本运放电路的基础上加入了反馈网络。
反馈网络可以改变增益、频率响应等特性,使得运放可以适应不同的应用场合。
三、典型应用电路1. 反相比例放大器反相比例放大器是一种常见的运放应用电路。
它的原理是将输入信号经过一个负反馈网络后再输入到非反相输入端口上。
这样可以实现对输入信号进行负反馈放大,从而达到比例放大的效果。
2. 非反相比例放大器非反相比例放大器与反相比例放大器类似,只是将输入信号输入到非反相输入端口上。
这样可以实现对输入信号进行正反馈放大,从而达到比例放大的效果。
3. 仪表放大器仪表放大器是一种高精度、高稳定性的运放应用电路。
它通过差分输入、高增益、低噪声等设计特点,实现对小信号的高精度测量和处理。
4. 滤波器滤波器是一种常见的运放应用电路。
它通过选择不同的电容和电感组合,可以实现不同类型的滤波功能,如低通滤波、高通滤波、带通滤波等。
5. 稳压电源稳压电源是一种常见的运放应用电路。
它通过反馈网络控制输出电压,使得输出电压保持稳定不变。
稳压电源广泛应用于各种电子设备中。
6. 正弦波振荡器正弦波振荡器是一种常见的运放应用电路。
它通过选择合适的RC组合和反馈网络,可以实现正弦波振荡输出。
正弦波振荡器广泛应用于各种信号发生器中。
四、总结运放是一种功能强大的集成电路芯片,可以应用于放大、滤波、求导等信号处理方面。
不同的运放应用电路具有不同的特点和功能,可以满足各种不同的应用需求。
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信号中的一个。
例如,电压比较器是一种常见的电路,它采用集成运算放大器作为比较电路的核心元件,用于比较两个不同电压的大小关系,以便输出相应的状态。
五、滤波器滤波器是一种通过对输入信号进行滤波操作,抑制或增强特定频率信号的电路。
集成运算放大器广泛应用于滤波电路的设计中,其内部电路包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等类型。
集成运放应用电路设计360例1. 引言集成运放是一种广泛应用于电子电路设计中的集成电路元件,它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点,常用于放大、滤波、比较、积分等各种电路应用。
本文将介绍360个集成运放应用电路设计例子,涵盖了各种常见的电路应用,帮助读者更好地理解和运用集成运放。
2. 非反相放大器2.1 原理非反相放大器是一种常见的集成运放应用电路,其基本原理是将输入信号与一个参考电压相比较,然后放大输出。
非反相放大器的输入信号与输出信号之间的相位关系相同,但是幅度不同。
2.2 设计例子以下是一些非反相放大器的设计例子:1.使用集成运放LM741设计一个非反相放大器,放大倍数为10。
2.使用集成运放LM358设计一个非反相放大器,放大倍数为100。
3.使用集成运放TL071设计一个非反相放大器,放大倍数可调。
3. 反相放大器3.1 原理反相放大器是另一种常见的集成运放应用电路,其基本原理是将输入信号与一个参考电压相比较,然后放大输出。
反相放大器的输入信号与输出信号之间的相位关系相反,但是幅度相同。
3.2 设计例子以下是一些反相放大器的设计例子:1.使用集成运放LM741设计一个反相放大器,放大倍数为10。
2.使用集成运放LM358设计一个反相放大器,放大倍数为100。
3.使用集成运放TL071设计一个反相放大器,放大倍数可调。
4. 比较器4.1 原理比较器是一种常见的集成运放应用电路,其基本原理是将输入信号与一个参考电压进行比较,然后输出一个高电平或低电平的信号。
比较器常用于电压比较、信号检测等应用。
4.2 设计例子以下是一些比较器的设计例子:1.使用集成运放LM741设计一个电压比较器,当输入电压大于参考电压时输出高电平,否则输出低电平。
2.使用集成运放LM358设计一个电压比较器,当输入电压小于参考电压时输出高电平,否则输出低电平。
3.使用集成运放TL071设计一个电压比较器,当输入电压与参考电压之差大于某个阈值时输出高电平,否则输出低电平。
集成运算放大器的基本运算电路集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
当外部接入不同的线性或非线性元器件组成负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
基本运算电路(1)反相比例运算电路电路如图1所示,对于理想运放,该电路的输出电压与输入电压之间的关系为uO=-ui图1 反相比例运算电路为了减小输入偏置电流引起的运算误差,在同相输入端应接入平衡电阻R2=R1||RF。
(2)同相比例运算电路图2是同相比例运算电路,它的输出电压与输入电压之间的关系为)ui当R1→∞时,uO=ui,即得到如图3所示的电压跟随器。
图中R2=RF,用以减小漂移和起保护作用。
一般RF取10KΩ,RF太小起不到保护作用,太大则影响跟随性。
图2 同相比例运算电路图3 电压跟随器(3)反相加法电路电路如图4所示。
图4 反相加法运算电路输出电压与输入电压之间的关系为uO=()R3=R1||R2||RF (4) 减法运算电路对于图5所示的减法运算电路,当R1=R2,R3=RF时,有如下关系式uO=(ui2-ui1)图5 减法运算电路(5)积分运算电路反相积分电路如图6所示。
在理想化条件下,输出电压uo等于uo(t)= —式中“—”号表示输出信号与输入信号反相。
uc(o)是t=0时刻电容C两端的电压值,即初始值。
图6 积分运算电路如果ui(t)是幅值为E的阶跃电压,并设uc(o)=0,则—即输出电压uo(t)随时间增长而线性下降。
显然时间常数R1C的数值大,达到给定的uo值所需的时间就长。
积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限制。
在进行积分运算之前,首先应对运放调零。
为了便于调节,将图中K1闭合,通过电阻R2的负反馈作用帮助实现调零。
但在完成调零后,应将K1打开,以免因R2的接入造成积分误差。
K2的设置一方面为积分电容放电提供通路,同时可实现积分电容初始电压uc(o)=0。
集成运算放⼤器及其应⽤第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。
第⼆代集成运放以⼆⼗世纪六⼗年代的µA741型⾼增益运放为代表,它的特点是普遍采⽤了有源负载,因⽽在不增加放⼤级的情况下可获得很⾼的开环增益。
电路中还有过流保护措施。
但是输⼊失调参数和共模抑制⽐指标不理想。
第三代集成运放代以⼆⼗世纪七⼗年代的AD508为代表,其特点使输⼊级采⽤了“超β管”,且⼯作电流很低。