第四章集成運(yùn)算放大器-預(yù)覽頁
【正文】 由此理想運(yùn)放在線性運(yùn)用時有以下重要結(jié)論： ⑴運(yùn)放兩個輸入端的電壓近似相等，即U+≈U： 因為 Kd→∞ ，則 ui=u+u=uo/Kd=0，所以u+=u。 第二節(jié) 運(yùn)算放大器的基本電路 一 . 反相放大器 輸入電壓 ui經(jīng)電阻 R1由反相輸入端輸入，輸出端與反相端之間接一反饋電阻 RF，同相輸入端與地之間接一平衡電阻 R2，且R2=R1//RF，以保證運(yùn)放輸入端的對稱。反相放大器是一種電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路，輸出阻抗低 。因此，當(dāng) Rs達(dá)到數(shù)千歐時，這個電路難以獲得高增益。 二 . 同相放大器 將反相放大器中 R1端接地，輸入電壓 ui經(jīng)電阻 R2由同相輸入端輸入，即可構(gòu)成同相放大器 (noninverting amplifier)，實(shí)現(xiàn)輸出電壓 uo與輸入電壓 ui之間的同相比例運(yùn)算。 同相放大器實(shí)際上是一個電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大器，因此其輸入阻抗高、輸出阻抗低，而且增益不受信號源內(nèi)阻的影響。 該電路的反饋對同相輸入端是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，對反相輸入端是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，它的主要缺點(diǎn)是輸入阻抗低，運(yùn)放的高內(nèi)阻沒有發(fā)揮作用；而且對不同信號源，差分放大器的內(nèi)阻不同，外接電阻的平衡條件也要隨之改變，因此使用很不方便，實(shí)際電路要進(jìn)行改進(jìn)，詳見后面的并聯(lián)型差分放大器。 二 . 積分和微分運(yùn)算電路 1. 積分運(yùn)算電路 將反相放大器的反饋電阻換成電容器 CF，放大電路如圖所示。 積分運(yùn)算電路常用于對呼吸流速等進(jìn)行積分處理，求得呼吸流量、血液流量等生理參數(shù)。 在使用微分電路時，輸入電壓變化不能太大，否則運(yùn)放將達(dá)到飽和，甚至被損壞。 三 . 對數(shù)和反對數(shù)運(yùn)算電路 1. 對數(shù)運(yùn)算電路 以二極管代替反相放大器中的反饋電 阻 RF，即可構(gòu)成對數(shù)運(yùn)算放大電路。 這個電路的主要缺點(diǎn)是受溫度影響很大，其次是小電流和大電流時誤差較大。 因為： 所以： 上式表明電路的輸出電壓與輸入電壓的反對數(shù)成正比。為減小它們對 uo的影響，實(shí)際設(shè)計的電路要比上述電路復(fù)雜。 ?同相并聯(lián)型差分放大器 圖 419，具有輸入阻抗高、共模抑制比大和增益可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)信號檢測中，目前心電圖機(jī)前置放大器多采用這種電路。 A A2組成放大倍數(shù)約為 27的同相串聯(lián)型差分放大器，其輸出端接有 RC高通濾波器?？蓪蓚€輸入信號進(jìn)行比較，判別輸入信號的大小和極性。當(dāng)uiUR時，輸出正飽和值+Uom(接近正電源 +E)，當(dāng)uiUR時，輸出負(fù)飽和值 Uom(接近負(fù)電源 E)，右圖是運(yùn)算放大器工作在開環(huán)狀態(tài)時，電壓比較器的傳輸特性。 六 . 有源濾波器 集成運(yùn)算放大器和 RC電路可組成有源濾波電路。對于輸入信號中的高頻成分，電容C可近似地看成短路，輸出端與反相輸入端虛地連接，所以最終輸出電壓很小，抑制了高頻信號。如 R1=30kΩ，R2=560kΩ， C可減少為 。 該電路的中心頻率 f0=1/2πRC，對于ff0的高頻信號，兩個串聯(lián)的電容 C阻抗很低，信號可經(jīng)電容直接傳輸?shù)竭\(yùn)放的同相輸入端即 u+=ui；對于 ff0的低頻信號，電容 2C的阻抗非常高，信號可經(jīng)兩個串聯(lián)的電阻 R直接傳輸?shù)竭\(yùn)放的同相端即 u+=ui；只有當(dāng)f=f0時，分別從高通濾波通道 (兩個電容 C和一個電阻 R/2構(gòu)成 )和低通濾波通道 (兩個電阻R和一個電容 2C構(gòu)成 )傳輸?shù)酵噍斎攵说碾妷赫么笮∠嗟?、相位相反，相互抵消，輸出電壓為零? 如果選取 C=， R= ，則陷波頻率f0=50Hz，構(gòu)成市電 50H
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