集成运算放大器应用(线性非线性应用)2

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。

第7章集成运算放大器的基本应用7.1集成运算放大器的线性应用7.1.1比例运算电路7.1.2加法运算电路7.1.3减法运算电路7.1.4积分运算电路7.1.5微分运算电路7.1.6电压一电流转换电路7.1.7电流一电压转换电路7.1.8有源滤波器♦7. L 9精密整流电路7.2集成运放的非线性应用7. 2.1单门限电压比较器7. 2.2滞回电压比较器7.3集成运放的使用常识7. 3.1合理选用集成运放型号7. 3.2集成运放的引脚功能1. 3.3消振和调零7. 3.4保护本章重点：1.集成运算放大器的线性应用：比例运算电路、加减法运算电路、积分微分运算电路、一阶有源滤波器、二阶有源滤波器2.集成运算放大器的非线性应用：单门限电压比较器、滞回比较器本章难点：1.虚断和虚短概念的灵活应用2.集成运算放大器的非线性应用3.集成运算放大器的组成与调试集成运算放大器（简称集成运放）在科技领域得到广泛的应用，形成了各种各样的应用电路。

从其功能上来分，可分为信号运算电路、信号处理电路和信号产生电路。

从本章开始和以后的相关章节分别介绍它们的应用。

7.1集成运算放大器的线性应用集成运算放大器的线性应用加法运算电路电流超转7. L 1比例运算电路1.同相比例运算电路反馈方式：电压串联负反馈因为有负反馈，利用虚短和虚断比例运算电路同相比例运算电路（点击查看大图〉集成运算旗大器的线性应用虚短: a 二a 二Ui虚断:O ZZi电压放大倍数：辰—1+鱼吗只\平衡电阻后尼必2.反相比例运算（点击査看大图）反馈方式：电压并联负反馈因为有负反馈，利用虚短和虚断0 （虚断）U-二0, u-=u-=0（虚地）a电压放大倍数：例题：凡二10k ,斥二20k , 口二TV。

求：u°、Rx说明凡的作用，&应为多大？21更相比例运算（点击査看大图）A=-^ = -^ = -2 解： 召1°兔二&珀二二2F凡为平衡电阻（使输入端对地的静态电阻相等）:R F RE 特点：共模输入电压二0, （u-=L^=0）缺点：输入电阻小（氏二丘）7.1. 2 加法运算电路反相加法器（点击査看大图）1-=2^= 0 （虚断） U-二 0, u-=u-=0 （虚地）+ iz=ifRr”(吗］+叱)平衡电阻:胎Rd/ RJ/R,【例】在上图电路中，设R ：=220k Q ,运放的最大输出电压U OPP 二12V , 电路的输出电压为确定&、R ：和卍的阻值;若Ui2=0. 5V ,求U"的允许变化范围。

集成运算放大器应用为了突出本质、简化电路的计算，通常把实际的运算放大器当做理想运放。

由此产生的误差在工程上是允许的。

一个理想运放具有以下特性：●开环放大配数A=∞；●输入电阻rid=0；●输出电阻ro=0；●开环带宽f=∞；●没有失调电压、失调电流和温漂；●输入偏置电流IB1=IB2=0；●共模抑制比CMRR=∞；●没有干扰和噪声。

集成运算放大器有两个工作区，线性区和非线性区（饱和区）。

在线性区时运放的电压很小，运放工作在传输特性的线性区。

为此，应以运放为基本放大电路，配合外部反馈网络，构造深度负反馈放大电路，使运放的输入端电压很小，以使运放工作在线性区。

选择不同类型的反馈网络即可构成各种模拟信号运算和处理电路，如比例运算器、加法电路、对数电路、微分电路等。

在非线性区，运放的差模输入电压很大，使其工作在传输特性的饱和区。

这时运放要工作在开环甚至正反馈状态下，用集成运算放大电路构成的各种电压比较器是其运用的典型例子。

在分析运放的应用电路时首先要分析运放工作在线性区还是非线性区。

工作在不同的区域，分析电路的依据是不同的。

理想运算放大器工作在线性区时，有下面两条重要的分析依据：1.运算放大器同相输入端和反相输入端的电位集成运算放大器有着非常广泛的用途。

信号运算电路在模拟计算、测量和自动控制系统中应用非常广泛。

一、电压比较器电压比较器的功能是比较两个输入电压的大小，由此决定是输出高电平还是低电平。

当运算放大器用作电压比较时，工作在它的非线性区。

1、绘制电路图启动Capture CIS程序，新建工程，利用Capture CIS绘图软件，选取运算放大器uA741元件、两个电压信号VPULSE作为输入激励元件、VCD直流源及其他元件，绘制如下的电路原理图。

依次选中两个脉冲电压源，选择选择Edit | Property菜单项，打开Property Edito对话框更改元件属性，两个脉冲电压源属性修改分别如下图：2、仿真分析选择PSpice | New Simulation Profile命令，创建名为Tran的模拟文件，单击Create按钮，打开Simulation Settings -Tran对话框如下图：选择PSpice |Run菜单命令，启动PSpice A/D仿真程序（运行时间较长，请耐心等待），调出PSpice A/D窗口，选择Trace |And Trace菜单命令，依次设置仿真输出变量为V(Vin+,+)、V(Vin-,+)、V(Out)，仿真结果如下图：试分析仿真结果。