集成运算放大器的应用电路(1)

集成运放

集成运放是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。自从1964年美国仙童公司研制出第一个单片集成运算放大器μA702以来，集成运算放大器得到了广泛的应用。

使用要点

1 电源供给方式

集成运放有两个电源接线端+VCC和-VEE，但有不同的电源供给方式。对于不同的电源供给方式，对输入信号的要求是不同的。

(1)对称双电源供电

相对于公共端（地）的正电源（+E）与负电源（-E）分别接于运放的+VCC和-VEE管脚上。此时，可把信号源直接接到运放的输入脚上，输出电压的振幅可达正负对称电源电压。

(2)单电源供电

将运放的-VEE管脚连接到地上。

此时为了保证运放内部单元电路具有合适的静态工作点，在运放输入端一定要加入一直流电位。此时运放的输出是在某一直流电位基础上随输入信号变化。

对于交流放大器，静态时，运算放大器的输出电压近似为VCC/2，接入电容可隔离掉输出中的直流成分。

2 调零问题

当运算放大器组成的线性电路输入信号为零时，输出往往不等于零。为了提高电路的运算精度，要求对失调电压和失调电流造成的误差进行补偿，这就是运算放大器的调零。

常用的调零方法有内部调零和外部调零。

3 选用

应从实际需要出发，不要盲目追求指标的先进性。

(1)如无特殊要求，尽量选通用型和多运放；

(2)要注意手册中给出的参数是在某一个特定条件下得出的，如条件改变，有些参数也要随着改变；

(3)在实验阶段和工作环境复杂的场合，尽量选带有过压、过流、过热保护的型号。

4 应用

集成运放在应用时，根据电路结构中的反馈状态，集成运放可分为线性应用和非线性应用。

(1)线性应用

由电压传输特性可见，其线性范围很窄，且开环放大倍数很大，为了让其能在比较大的输入电压范围内工作在线性区，常引入深度负反馈以降低电压放大倍数。

(2)非线性应用

集成运放处于开环或正反馈状态。

应用1-比例运算

集成运放的输入端uP和uN在实际中是差分放大电路的基极，为使差分管的参数保持对称，避免运放输入偏置电流在两输入端之间产生附加差动输入电压，要求两输入端对地电阻相等，一般取：

R2=R1//Rf

其中，R2称为平衡电阻。

1 测试数据

由测试数据可见：

uP≈uN，满足“虚短”；

uP≈uN≈0，满足“虚地”；

iP≈iN≈0，满足“虚断”。

2 输入输出波形

其中，

通道A(蓝)——100mV/Div

通道B(绿)——500mV/Div

可见，输入电压与输出电压反相，且电压放大倍数为：

若取该电路的

即有

则称为反相器。

3 输入输出电阻

反相比例运算是集成运放运算电路中最基本的电路，简单说就是输出随输入变化，并与输入保持一定（由元件参数决定）比例。

你能试着用“虚短”、“虚断”的概念分析它的功能吗？