运算放大器的工作原理 基于运算放大器的振荡电路设计

使用运算放大器设计振荡电路

运算放大器的工作原理

发明运算放大器的人绝对是天才。中间两端接上电源，当同相输入大于反相输入，右侧就会输出（接近）电源电压（Vcc），如果反过来小于同相输入，则输出0V（负电源）电压。

在输出端接上灯泡，假设我想控制灯泡循环亮灭，那就需要一会输出高电平点亮，一会输出低电平熄灭。也就是我需要让左边能自动变化大小，就能实现控制灯泡。

如何让电路振荡？

将电源通过两个相同阻值的电阻进行串联分压，可以得到这个点就是电源的1/2电压，然后直接和同相输入端相连。

接下来在输出的中间位置，和同相输入端相连，并且加上一样阻值的电阻。同时中间和反向输入端相连，并且加上电阻和电容，这两个元器件是让电路自动变化振荡的关键，我们看看这整个过程。

首先电容直接接地还没开始充电，所以这个点就是0V，也就是反向输入端是0V，此时同相输入端电压是1/2Vcc，比反向输入大，所以输出的是电源电压，此时灯泡亮起。

仔细看，这个位置反馈经过上边回到同相输入端，这两颗电阻都是连接Vcc电压，换一下路线结构就像这样，也就是此时变成两个电阻并联，那么这个点电压变成2/3Vcc。

继续看这里，这个时候也会同时给电容充电，也就是这个点的电压正在逐渐上升。一旦开始超过2/3Vcc，也就是此时反相比同相大，运放则变成输出接地0V，这个时候灯泡熄灭。

再来看这条路线，现在是接地0V，也就是变成下边两个电阻并联，那么这个点电压变成1/3Vcc。同时电容通过这个电阻开始放电，电压开始逐渐下降，一旦低于1/3Vcc，又再次变成同相比反向大，运放再次输出VCC电压灯泡再次亮起，这整个过程就会一直自动循环持续振荡。这里的关键是调整电阻阻值，调整这个点的电压，而电容容量决定了充放电是时间长短，也就是灯泡亮灭的时间间隔。

　　审核编辑：汤梓红