集成运放的应用基础

一：低频等效电路
在电路中集成运放作为一个完整的独立的器件来对待。于是在分析、计算时我们用等效电路来代替集成运放。   由于集成运放主要用于频率不高的场合，因此我们只学习低频率时的等效电路。
右图所示为集成运放的符号，它有两个输入端和一个输出端。 其中：标有的为同相输入端(输出电压的相位与该输入电压的相位相同)         标有的为反相输入端(输出电压的相位与该输入电压的相位相反)
二：理想集成运放
一般我们是把集成运放视为理想的（将集成运放的各项技术指标理想化） 开环电压放大倍数： 输入电阻： 输入偏置电流： 共模抑制比： 输出电阻： -3dB带宽： 无干扰无噪声 失调电压、失调电流 及它们的温漂均为零
三：集成运放工作在线性区的特性
当集成运放工作在线性放大区时的条件是： (1)    (2)   注：(1)即:同相输入端与反相输入端的电位相等，但不是短路。我们把满足这个条件称为"虚短"       (2)即:理想运放的输入电阻为∞,因此集成运放输入端不取电流。 我们在计算电路时，只要是线性应用，均可以应用以上的两个结论，因此我们要掌握好！ 当集成运放工作在线性区时，它的输入、输出的关系式为：
四：集成运放工作在非线性工作区
当集成运放工作在非线性区时的条件是：集成运放在非线性工作区内一般是开环运用或加正反馈。它的输入输出关系是：   它的输出电压有两种形态：（1）当时， （2）当时，   它的输入电流仍为零（因为）即：
集成运放工作在不同区域时，近似条件不同，我们在分析集成运放时，应先判断它工作在什麽区域，然后再用上述公式对集成运放进行分析、计算。

这一节我们学习对信号进行比例、加、减、乘、除等运算的电路。此时集成运放工作在线性区。
一：比例运算电路
定义：将输入信号按比例放大的电路，称为比例运算电路。   分类：反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。（按输入信号加入不同的输入端分）          比例放大电路是集成运算放大电路的三种主要放大形式
(1)反向比例电路
输入信号加入反相输入端,电路如图(1)所示:
输出特性：因为：，             所以：
从上式我们可以看出：Uo与Ui是比例关系，改变比例系数，即可改变Uo的数值。负号表示输出电压与输入电压极性相反。
反向比例电路的特点： (1)反向比例电路由于存在"虚地",因此它的共模输入电压为零.即:它对集成运放的共模抑制比要求低 (2)输入电阻低:ri=R1.因此对输入信号的负载能力有一定的要求. (2)同相比例电路
输入信号加入同相输入端,电路如图(2)所示:     输出特性：因为：（虚短但不是虚地）；；
所以：       改变Rf/R1即可改变Uo的值，输入、输出电压的极性相同 同相比例电路的特点：
(1)输入电阻高；(2)由于(电路的共模输入信号高)，因此集成运放的共模抑制比要求高
(3)差动比例电路
输入信号分别加之反相输入端和同相输入端,电路图如图(3)所示: 它的输出电压为：
由此我们可以看出它实际完成的是：对输入两信号的差运算。

二：和、差电路
(1)反相求和电路
它的电路图如图(1)所示:（输入端的个数可根据需要进行调整）其中电阻R'为:
它的输出电压与输入电压的关系为： 它可以模拟方程：。它的特点与反相比例电路相同。它可十分方便的某一电路的输入电阻，来改变电路的比例关系，而不影响其它路的比例关系。
（2）同相求和电路
它的电路图如图（2）所示：（输入端的个数可根据需要进行调整）
它的输出电压与输入电压的关系为：。它的调节不如反相求和电路，而且它的共模输入信号大，因此它的应用不很广泛。
（3）和差电路
它的电路图如图(3)所示： 此电路的功能是对Ui1、Ui2进行反相求和，对Ui3、Ui4进行同相求和，然后进行的叠加即得和差结果。
它的输入输出电压的关系是：。 由于该电路用一只集成运放，它的电阻计算和电路调整均不方便，因此我们常用二级集成运放组成和差电路。它的电路图如图（4）所示
它的输入输出电压的关系是：        它的后级对前级没有影响（采用的是理想的集成运放），它的计算十分方便。

学习了， :handshake