集成运放使用常识与应用实例
- 格式:pdf
- 大小:122.68 KB
- 文档页数:10
集成运放的使用常识一、集成运放的保护措施集成运放的电源电压接反或电源电压突变、输入电压过高、输出端过载或短路时,都可能造成运放的损坏,所以在使用中必须加保护电路。
1、电源极性接反的保护如图所示为电源极性接反的保护电路,图中两只二极管为保护二极管。
利用二极管的单向导电性,电源极性正确时,它正常导通;一旦电源极性接反,二极管反偏截止,电源不通,从而保护了运放。
应用时,二极管的反向工作电压必须高于电源电压。
2、输入保护当运放输入信号过强时,将可能损坏运放电路,如图所示为输入保护电路。
利用二极管正向导通时两端电压为0 .7 V ,以限制运放的信号输入幅度,无论信号电压极性是正是负,只要超过0 .7 V ,总有一只二极管正偏导通,从而保护了运放。
3、输出保护如图所示为运放输出保护电路。
当输出端出现正向或负向过电压时,都将有一只稳压管导通,另一只稳压管反向击穿,从而将输出电压幅度稳定在安全范围内。
二、集成运放常见的故障分析集成运放在接好外电路并接通电源后,有时可能达不到预期的要求或不能正常工作,常见故障有以下几种情况。
1、不能调零不能调零是指将输入端对地短路使输入信号为零时,调整外接调零电位器,仍不能使输出电压为零。
出现这种故障是输出电压处于极限状态,或接近正电源,或接近负电源。
如果这是开环调试,则属正常。
当接成闭环后,若输出电压仍在某一极限值,调零也不起作用,则可能是接线错误,电路上有虚焊点或运放组件损坏。
2、阻塞阻塞故障现象是运放工作于闭环状态下,输出电压接近正电源或负电源极限值,不能调零,信号无法输入。
其原因是输入信号过大或干扰信号过强,使运放内部的某些管子进入饱和或截止状态,有的电路从负反馈变成了正反馈。
排除这种故障的方法是断开电源再重新接通或将两个输入端短接一下即能恢复正常。
3 .自激因集成运放电压增益很高,容易引起自激,造成工作不稳定。
其现象是当人体或金属物靠近它时,表现更为显著。
产生自激的原因可能是RC 补偿元件参数不恰当,输出端有容性负载或接线太长等。
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。
集成运放应用电路设计360例集成运放(Operational Amplifier,简称Op-amp)是现代电子技术中常用的一种电子器件。
它是一种高增益、直流耦合放大器,能够在很宽的频带内传输信号。
它具有输入阻抗极高、输入电阻极低、输出阻抗极低、增益高、频率响应宽广、抗干扰能力强等特点。
因此,集成运放被广泛应用于各种电子设备和电路中,包括放大器、滤波器、振荡器、比较器和积分器等。
本文将介绍360个集成运放应用电路设计,具体内容如下:1.放大器电路:集成运放最基本的应用之一就是作为放大器使用。
通过调整集成运放的反馈电阻和输入电阻,可以实现不同的放大倍数。
比如,放大器电路可以用于音频放大、信号调理、传感器信号放大等。
2.滤波器电路:集成运放可以组成各种滤波器电路,包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
滤波器电路可以用于信号处理、音频处理、通信等领域。
3.比较器电路:比较器是一种将输入信号与参考电压进行比较,并产生开关型输出信号的电路。
集成运放可以很方便地组成比较器电路,常用于电压比较、数字信号处理等应用。
4.仪器放大器电路:仪器放大器是一种专门用于放大微弱信号、提供高的共模抑制比和高输入阻抗的放大器。
通过集成运放,可以设计出高性能的仪器放大器电路,用于传感器信号放大、生物电信号处理等。
5.积分器电路:积分器电路可以对输入信号进行积分操作,常用于信号处理、电力电子等领域。
通过集成运放,可以很方便地实现积分器电路的设计。
6.振荡器电路:振荡器是一种能产生固定频率、稳定振幅的信号源。
集成运放可以作为振荡器电路的关键部件,实现正弦波振荡器、方波振荡器、三角波振荡器等。
7.波形发生器电路:通过集成运放,可以设计出各种波形发生器电路,包括正弦波发生器、方波发生器、三角波发生器和脉冲波发生器等。
8.限幅器电路:限幅器是一种将输入信号限制在一定范围内的电路。
通过集成运放,可以设计出各种限幅器电路,用于信号处理、电压调节等。
实验七 集成运放的基本运用——比例运算电路一、实验目的1、 了解运算放大器的基本使用方法,学会使用通用型线性运放μA741。
2、 应用集成运放构成基本运算电路——比例运算电路,测定它们的运算关系。
二、预习要求1、 集成电路运算放大器的主要参数,调零的作用和方法。
2、 同相比例、反相比例电路的构成以及输出、输入之间的运算关系。
三、实验设备及仪器智能网络型实验台、双踪示波器、交流毫伏表、数字万用表、函数信号发生器。
四、实验内容及步骤1、调零:按图7.1接线,接通电源后,调节调零电位器R P ,使输出电压V o =0(小于±10mA ),运放调零后,在后面的实验中不要再改动电位器的位置。
图7.1 运算放大器调零电路2、反相比例运算反相比例运算电路如图7.2所示,按图接线。
根据表7.1给定的V i 值,测量对应的V o值并记入表7.1中。
并用示波器观察输入V i 和输出V o 波形及相位。
理论值: i ii f o V V V R R V 10101001-=-=-=注意:①当V i 为直流信号时,V i 直接从实验台上的0~30V 直流电源上获取,用直流电压表分别测量V i 、V o 。
②当V i 为交流信号时,V i 由函数信号发生器提供频率为1kHz 正弦波信号,用交流毫伏表分别测量V i 、V o 。
(下同)图7.2 反相比例运算电路2、同相比例运算同相比例运算电路如图7.3所示,根据表7.2给定的V i值,测量对应的V o值并记入表7.2中。
并用示波器观察输入V i和输出V o波形及相位,将观察到的输入V i和输出V o波形画入表7.3中。
理论值:V O=(1+R f/R1)V i表7.2图7.3 同相比例运算电路表7.3五、要求与思考1、整理实验数据,并对实测数据和理论计算数据进行比较和分析,说明实测数据和理论计算数据之间出现的误差原因。
2、如果将V i继续加大(如V i≥1V),V o是否符合比例运算,按比例系数增大?为什么?3、什么叫“调零”?运算放大器为什么要进行调零?4、理想运放有哪些特性?通过实验试将运放的理想特性与实际运放电路进行比较。
集成运算放大器应用电路摘要:集成运算放大器的应用极为广泛。
本文就集成运放的重要特性和基本分析方法进行介绍研究,并例举了具体应用实例进行分析。
关键字:集成运放分析方法应用实例一.引言:集成运放作为通用性很强的有源器件,不仅可以用于信号的运算、处理、变换和测量还可以用来产生正弦或非正弦信号。
不仅在模拟电路中得到广泛应用,而且在脉冲数字电路中也得到日益广泛的应用。
因此,它的应用电路品种繁多,为了分析这些电路的原理,必须了解集成运放的基本特性。
二.集成运放的开环差模电压传输特性集成运放在开环状态下,输出电压UO与差模输入电压U id=U--U+ 之间的关系称为开环差模传输特性。
理论分析与实验得出的开环差模传输特性曲线如图1 所示。
图一此曲线表明运放有两个工作区域:线性区(阴影部分)和非线性区(阴影两侧区域)在线性区内:UO=Aod(U_ -U+)。
从该式中可以发现输出电压与输入电压成线性关系。
由于最大输出电压受芯片供电电源的影响,最多为轨到轨的范围,即最大供电电压与最低供电电压的范围,而一般运放的开环电压放大倍数Aod又很大,所以线性区域很小。
应用时,应引入深度负反馈网络,以保证运放稳定地工作在线性区内。
在非线性区内,UO与Ui无关,它只有两种可能取值,即正向饱和电压+Usat (U+ >U-)和负向饱和电压-Usat(U- >U+)。
两种区域内,运放的性质截然不同,因此在使用和分析应用电路时,首先要判明运放的工作区域。
三.理想运放的重要特性为了突出主要特性,简化分析过程,在分析实际电路时,一般将实际运放当作理想运放看待。
所谓理想运放是指具有如下理想参数的运放: 开环电压放大倍数Aod= ∞输入电阻rid= ∞输出电阻ro= 0频带宽度B =∞共模抑制比 CMRR =∞输入偏置电流IB1=IB2= 0失调和温漂等均为零。
理想运放是不存在的,然而,随着集成电路工艺的发展,现代集成运放的参数与理想运放的参数很接近。
集成运放的使用常识
一、集成运放的调零
集成运放调零的作用是保证集成运放实现零输入时零输出。
当选用的集成运放有调零端时,应查阅集成电路手册,按接线图正确接上调零电位器进行调零。
二、集成运放的保护
集成运放在使用过程中容易出现电源接反或电压过高、输入电压过大以及输出端过载等情况,从而导致集成运放的损坏。
因此,在使用过程中需加各种保护电路。
1.输入保护
为了防止由于集成运放输入电压过高而引起的集成运放损坏,输入保护电路在集成运放输入端起限幅保护作用。
图1所示为反相输入保护电路。
由图可知,两只二极管VD1、VD2 R构成了限幅电路,这样,集成运放输入电压的幅度被限制为二极管的正向导通压和电阻
1
降,有效地防止了差模信号过大的现象出现。
图1 反相输入保护电路
2.输出保护
为了防止输出端可能接到外部过高的电压上而造成集成运放损坏,可在输出端接入双向稳压二极管,如图2所示,其中(a)图为双向稳压二极管与输出电压并联,(b)图为双向稳压二极管与反馈电阻并联。
图2 输出端保护电路
3.电源端反接保护
图3所示为利用二极管的单向导电性构成的电源端反接保护电路。
一旦电源接反,二极管VD1、VD2反向截止,切断电源;而电源极性连接正确时,二极管正偏导通,从而保护集成运放不受损坏。
图3 电源端反接保护电路。
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。
集成运放在实际应用中发挥着重要的作用。
它广泛应用于音频放大器、模拟计算器、信号调理和仪器仪表等领域,为这些设备提供了高品质的信号放大和处理功能。
集成运算放大器的基本应用实验集成运算放大器(Operational Amplifier, 简称Op-Amp)是一种广泛应用于电子电路中的基本器件。
它具有输入阻抗高、输出阻抗低、增益大、频率响应宽等优点,被广泛应用于信号放大、滤波、求和、差分等电路中。
本文将介绍Op-Amp的基本应用实验。
一、Op-Amp的基本特性实验为了了解Op-Amp的基本特性,我们可以进行如下实验。
首先,将Op-Amp的正电源和负电源分别接到电源上,再将其输出端接到示波器上。
此时,我们可以观察到输出端的电压为0V。
这是因为Op-Amp的差模输入端对于共模信号具有高的抑制能力,所以即使输入端有微弱的共模信号,也会被Op-Amp抑制掉,输出端的电压保持为0V。
接下来,我们可以将正输入端和负输入端分别接到同一电压源上,此时输出端的电压为0V。
这是因为Op-Amp的增益极高,在没有输入差分信号的情况下,输出端的电压应该为0V。
二、Op-Amp的非反馈放大电路实验Op-Amp的非反馈放大电路是一种最简单的Op-Amp电路。
其电路图如下所示:我们可以将输入端接到信号源上,输出端接到示波器上,通过调节信号源的幅值来观察输出端的电压变化。
此时,我们可以观察到输出端的电压是输入端信号的放大倍数。
例如,如果我们输入1V的正弦信号,调节放大倍数为10倍,则输出端的电压为10V的正弦信号。
三、Op-Amp的反馈放大电路实验Op-Amp的反馈放大电路是一种常见的Op-Amp电路。
其电路图如下所示:我们可以将输入端接到信号源上,输出端接到示波器上,通过调节反馈电阻的大小来观察输出端的电压变化。
此时,我们可以观察到输出端的电压是输入端信号的放大倍数,且放大倍数与反馈电阻的大小成反比例关系。
例如,如果我们输入1V的正弦信号,调节反馈电阻为1kΩ,则输出端的电压为10V的正弦信号。
四、Op-Amp的积分电路实验Op-Amp的积分电路是一种常见的Op-Amp电路。
集成运放使用常识与应用实例
一、运放选用原则与特殊运放
1.运放选用原则
在选用时:1,有高的性能价格比,一般来说,专用型集成运放性能较好,但价格较高。
2,在工程实践中不能一味地追求高性能,而且专用集成运放仅在某一方面有优异性能,而其他性能参数不高,所以在使用时,应根据电路的要求,查找集成运放手册中的有关参数,合理的选用。
2.特殊运放
(1)高输入阻抗型
主要用于测量放大器、模拟调节器、有源滤波器及采样保持电路等。
输入阻抗一般在10-E12Ω以上。
(2)低漂移型
主要用于精密测量、精密模拟计算、自控仪表、人体信息检测等方面。
它们的失调电压温漂一般在0.2~0.6μV/℃
,Aud≥120dB,KCMR≥110dB。