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集成运放及其经典电路详解

集成运放的三大特性:虚短、虚断、虚地

虚短:UP=UN,两输入端电压相等。

虚断:IP=IN=0,两输入端的输入电流为0。

虚地:UP=UN=0,当信号反向输入时存在(即信号从负输入端流进,而正输入端接地)

【 3. 比例运算电路 】

1. 反相比例

虚短:uP=uN

虚断:iN=iP=0

虚地:uN=uP=0

2. 同相比例

相比反向比例放大,同向比例放大具有较高的输入阻抗,这是因为同向比例放大信号输入端直接接入运放的输入端,没有任何扇出,而反向比例放大有扇出。

相比反向比例放大,同向比例放大具有较高的输入阻抗,这是因为同向比例放大信号输入端直接接入运放的输入端,没有任何扇出,而反向比例放大有扇出。

3. 电压跟随器

将输出电压全部反馈到反向输入端,引入电压串联负反馈。

电压跟随器有 高输入阻抗、低输出阻抗 的特点,故其可以在多级电路中起到阻抗匹配、隔离的作用。

虚短:uP=uN

虚断:iP=iN=0

对于左图来说:

对于右图来说:

【 4. 加减运算电路 】1. 求和反相求和运算电路

同相求和运算电路

2. 加减运算电路

我们采用叠加定理来求

改进型差放:

在使用单个集成运放构成的加减运算电路时,存在两个缺点:一是电阻的选取和调整不方便,而是对于每个信号源的输入电阻均较小(即相对于信号源内阻,电路的输入阻抗较小)。

因此可以采用下图的两级电路实现差分比例运算。

【 5. 积分运算电路 】

当输入为阶跃信号时,输出为;

当输入为方波信号时,输出为三角波;

当输入为正弦波信号时,输出为余弦波。

【 6. 微分运算电路 】

实用型微分运算电路:

在上图所示基本微分运算电路中,无论是输入电压产生阶跃变化,还是脉冲式大幅值干扰,都会使得集成运放内部的放大管进入饱和或截止状态,以至于即使引号消失,管子还不能脱离状态回到放大区,出现阻塞现象,电路不能正常工作;同时,由于反馈网络为滞后环节,它与运放内部的滞后环节相叠加,易于满足自激震荡的条件,从而使电路不稳定。

为解决上述问题,常在输入端串联一个电阻R1以限制输入电流,也就限制了电阻R中的电流;在反馈电阻R上并联稳压二极管,以限制输出电压幅值,保证集成运放中的放大管始终工作在放大区,不至于出现阻塞现象;在R上并联小电容C,起相位补偿的作用,提高电路稳定性。

如下图所示,输入电压与输出电压成近似微分的关系,若输入电压为方波,且(RC<

【 7. 对数运算电路 】

【 8. 指数运算电路 】

【 9. 仪表放大器 】

仪表放大器具有高输入阻抗和高共模抑制比。

仪表放大器具有高输入阻抗和高共模抑制比。

该电路可提供偏置电压以及对输入信号交流成分放大。

该电路可提供偏置电压以及对输入信号交流成分放大。

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