当前课程知识点:电工电子技术 > 7 集成运算放大器及其应用 > 7.5 集成运算放大器的应用举例 > 71-集成运算放大器的应用举例
大家好
前面呢我们已经学习了集成运放
的线性应用和非线性应用
今天我们来对提升运方的应用做
一个简单的综合
在实用电路当中
我们往往呢都是用芯片来组成
电路的集成运放
它的应用非常广泛
它的种类和型号也非常的多
如果是按照供电电源来分的话
它有单电源供电的和双电源供电
的
如果按照它的内部结构来分的话
呢它有双极性的和单极性的
如果是按照芯片内部集成电路的
个数来分的话
它有单运放双运放四运放
如果是按照它的技术指标来分的
话
它就有通用型和特殊性
特殊型里面又包含有高速型高阻
型低功耗型大功率型高精度行
等等
那对于这样浩如烟海的芯片类型
我们应该何去何从
呢看一下芯片的选择
我们在选择芯片的时候
需要根据已实际我们应用的一个
要求
也就是信号源的性质
负载的性质
精度要求
环境条件这些情况呢综合的去选
这个芯片的型号
你比如说我们要求这个信号源
对于电路来说影响很小的话
我们就要选一个输入电阻很大的
啊一个运放
而如果说呢我的负载是一个重
负载的话
那我就要选一个大功率型的运放
那如果是如果是我要做高精度的
仪器设备的话
呢我就要选高精度型的地方
那如果是我要做航空航天产品的
话
那我就要用低功耗型的运放
那一般来说我们在选运放的时候
呢手写通用型不能满足要求的
时候呢再去选择特殊型号的
定好型号以后
我们是一定要去查它的使用手册
因为它的使用手册里面有管脚
说明内部电路它的使用参数等等
我们都可以了解
那我们定好型号以后再做实际
应用之前
我们应该先做好准备工作
因为运放它内部呢有很多的极间
电容和计生的一些因素
所以它很容易产生自激振荡
这个自己震荡的话它对电路是有
破坏性质的
所以我们在使用之前呢应该给它
加消整电容
做一个补偿消去它的这个刺激
震荡
但是呢一般来说
现在随着这个集成工艺的啊提高
大部分的运放呢已经在它的内部
做好了这个消证
另外一个调零
这是我们一定要做好的
啊因为运放它的内部的结构啊做
不到它的对称性那么高
所以它的输入为零的时候
往往它的输出是不为零的
怎么办
呢我们在使用之前一定要调零
芯片它有两个腿是可以接这个调
零电阻的
也就是说我们要外接电位器
使得输入为零的时候输出为零
所以这个就是调零的工作
如果说这个运放是好的准备工作
也做好了的话
我们去使用它应该说它还是啊挺
好使的很可靠的
可是我们也要做好保护
因为你不正当的使用的话
呢这个运放也会烧掉的
我们通常容易烧掉运放的情形
就是有三个情形我们来看一下
第一个就是供电电源接的不对
比如说我们做实验的时候
我们通用型的运放是要采用正负
15伏供电
很多同学15伏调好了
但是一下子就贸易为了什么原因
呢因为正负15伏极性接反了
所以我们在做这个供电保护的
时候呢通常是加了两个这样的
二极管
如果说你的电源极性接的不对的
话
那二极管是截止的
这样的话呢运放和你的电源是
隔离的
起到了一个保护作用
第二个呢就输入端的一个保护
我们都知道运放的输入端
它的共模差模时有一个输入上限
值的限制
如果是你的输入信号过大的话
呢会使得芯片的输入级晶体管
击穿
因此我们就要加这样子的二极管
并联
使得它的输入端运放两个输入端
的电位差是保持在二极管的导通
压降以内
这还有一个情形就是运放的输出
一定不可短路接地
如果说你不小心唉输出的负载
短路掉的话
那么这个运放必烧无疑
为什么
呢因为运放的输出电流也就几十
个毫安这么大
所以输出端是要做啊这样的一个
限幅一个保护的
这是我们用运放的时候要注意的
下面呢我们就来看一个运放的
一个综合应用的简单的例子
这是一个温度检测
控制电路
你看
哇眼花缭乱很难
我们第一次见到这么复杂的电路
用到了很多的器件
而且呢都是这样子的芯片
集成电路的形式
怎么办呢
随着我们学习知识的增多以后
我们见到这样的电路啊是越来越
多了
如何去分析它
我们第一步我们先大致上了解
一下这个电路的功能
这个电路的输入是一个温度
温度经过传感器转变成了一个
电压信号
它的输出端有加热器
那意思就是说这个电路输出负载
可以对于输入的温度做一个控制
这是第一个
我们要简单地去了解这个电路的
功能
第二个呢这个电路具体有什么
功能
我一看上去这么多的器件
这么多的电路类型怎么办呢
我们要化整为零
第二步就是化整为零
我们把这个所有的电路按主要的
器件分成一个一个的小模块
我们来看一下这个电路应该分成
几个模块
A1A2A3A4A五用到了五
个运放
那很显然我们要把这每一个运放
部分单独做啊一个电动模块来
分析
在最后一个呢就是输出端接负载
的这样的一个电路
啊就是驱动负载的这个电路
这个电路还比较好说
关键是前面的五个运放组成的
电路各自有什么样的功能
我们来一个一个的看
第二步就是分析具体每一个模块
的电路功能
第三步呢就是把每一个模块的
功能联合起来统观整体
最后去得到这个电路它具体的
一个控制功能
好
我们先大致上已经知道了
它是温度检测控制
下面呢我们就对它进行模块分析
第一个模块A1构成的一个电路
这个运放是线性应用还是非线性
应用
呢我们看一下它的电路特征
输出端引到了反向输入端
所以它是做一个线性应用
它构成的电路是一个跟随器
A2这个运放构成的电路是个
什么样的电路呢
我们可以看一下同样的输出引
回到了反向输入端里面一个负
反馈
所以它也是做线性应用
而且呢输入输出构成的是一个
反向比例运算
这是第二个模块
第三个模块
A3构成的一个电路
它是线性用还是非线性用呢同样
的识别电路特征负反馈
所以它是一个线性应用
而且它的电路名字就是跟随器
它的功能就是电压跟随的功能
第四个模块
A4构成的电路是这个部分
这个部分是线性应用还是非线性
应用
呢我们来看电路特征引的是一个
正反馈
说明这个运放构成的是一个电压
比较的功能
所以呢它是一个迟滞比较器
好
再来看A5构成的电路
对于这一个模块同样引来一个负
反馈负反馈
使它工作在线性放大区
所以它的具体电路功能就是一个
反向器的功能
那么这样呢我们把这个电路中五
个部分的运放构成的电路已经
分析清楚了
下一步就是各个部分联合起来
统观整个电路
它有什么样的工作原理
那我们来看一下
这个位置啊T是一个负温度系数
的热敏电阻
这个电阻
你把它贴在控制温度的那个部分
那么它呢就可以把温度的变化
转变成一个电阻的变化
负温度系数的T1上升的时候
RT是下降的
那么在这一点运放的同相端得到
的一个定位又T呢当温度上升二
天下降的时候UTUT温度上升
IT下降又T也是上升的
当温度上升IT下降UT那也是
下降的
也就是说这一点传感器得到的
电位它的大小跟温度是成比例的
温度上升UT上升
温度下降UT下降
好
我们先来看UT上升的情形
UT上升也就是温度上升的情形
啊温度上升又T上升
这个地方是一个电压跟随器
UOE等于UT电压值没有变
那有人说为什么还要用这个跟随
呢
我们前面讲了电压跟随器它的
特点
输入电阻很大
输出电阻很小
所以对于第一级而言
对前面的这个传感器而言
后面的整个电路相当于是一个
无穷大的负载
而对于后面的电路而言
跟随器的输出电阻既是为零
所以前面的电路相当于是一个
理想的电压源
那么这样一来呢这个跟随器它在
电路当中起到了一个很好的缓冲
隔离的作用
所以又OE等于UT温度上升又
T上升又OE也会上升
经过比例运算以后
U2它的值也会上升
我们谈大小
又N2
它的值上升的话
经过电压跟随器UO3继续上升
哟三上升
那么看这一集是一个电压比较器
实数电压比较器这个池子电压
比较器通过它的同向端的这样的
一个连接
配合电阻值的话
呢我们是可以设定他的两个阈值
电压的
设定了两个阈值电压以后
那我这个采集得到
UO3这个电位呢就跟阈值电压
去比较
如果说你这边的温度上升
那我得到的uo3的值是很大的
假如说这个值大到辞职电压比较
器设定的一个温度上限值对应
哪个电压的话
那么输出uo4就为低电平
啦UO4低电平这个地方经过了
这样一个反向器以后
低电平翻转为高电平
那么UO5对是高电平的
高电平过来
唉我们看这个时候
这个VT1这个部分这个部分呢
是一个光电耦合器件
前面一个是发光二极管
后面是一个光电三极管
发光二极管当阴极又武士为高
电位的时候
它是不能够导通的
他不打通那后面的就都不导通了
那意思就是说呢当温度梯升高
升高到设定温度的上限值的时候
输出继电器的线穿没有通电加热
器他就不动作
这个时候系统它就会自动的通过
散热而降温
啊T温度下降温度下降又T的值
下降又一下降又二下降又三也
下降
好uo3下降降到我设定的温度
下限值的时候
uo4他就会输出高电平了
高电平反向得到低电平低电平
那么在这个地方这个光电耦合器
它的发光二极管就会导通
晶体管会打通
那VOT2这样的一个功率
三极管
它也会导通它导通继电器的线穿
旧货店或店的话
加热器它是接通电源开始加热
这就说明整个这个电路系统呢它
是可以保持温度在我们提前设定
的两个值之间的
那我们再来看这个比例运算电路
我们不知道这个比例运算电路它
具体在做什么
这个电路其实是为了跟你辞职
电压比较器设定的标准温度进行
一个温度电压标定的
他做一个变换
定标的一个作用
好了
今天我们就讲到这里
再见
-1.1 电路的基本概念
-1.2 基尔霍夫定律
-1.3 电路的分析方法
--9-支路电流法
--10-节点电压法
--12-叠加原理
--14-电位的计算
-1 电路的基本定律与分析方法
-2.1 换路定则及初始值的确定
-2.2 RC电路的暂态过程
-2.3 一阶线性电路暂态分析的三要素法
-2.4 RL电路的暂态过程
-2.5 一阶电路的脉冲响应
-2 电路的暂态分析
-3.1 正弦交流电的基本概念
-3.2 单一参数的正弦交流电路
-3.3 简单正弦交流电路的分析
-3.4 电路的谐振
-3 交流电路
-4.1 三相电源
--36-三相电源
-4.2 三相电路中负载的连接
-4.3 三相电路的功率
-4.4 安全用电技术
-4 三相电路
-5.1 半导体基础知识
-5.2 半导体二极管
-5.3 稳压二极管
--44-稳压二极管
-5.4 半导体三极管
-5.5 场效应管
--46-场效应管
-5.6 光电器件
--47-光电器件
-5 常用半导体器件
-6.1 基本放大电路的组成及工作原理
-6.2 基本放大电路的分析
--54-图解法
-6.3 常用基本放大电路的类型及特点
--6 基本放大电路--6.3 常用基本放大电路的类型及特点
-6.4 实用放大电路
-6 基本放大电路
-7.1 集成运算放大器
-7.2 放大电路中的负反馈
--61-反馈的概念
-7.3 集成运算放大器的线性应用
--7 集成运算放大器及其应用--7.3 集成运放的线性应用
-7.4 集成运算放大器的非线性应用
-7.5 集成运算放大器的应用举例
--7 集成运算放大器及其应用--7.5 集成运放的应用举例
-7 集成运算放大器及其应用
-8.1 整流电路
-8.2 滤波电路
-8.3 稳压电路
-8 半导体直流稳压电源
-9.1 数字电路概述
-9.2 逻辑代数与逻辑函数
--79-逻辑代数
-9.3 逻辑门电路
-9.4 组合逻辑电路的分析与设计
-9.5 常用的组合逻辑模块
--87-加法器
--88-编码器
--89-译码器
--90-显示译码器
-9.6 设计应用举例
-9 门电路与组合逻辑电路
-10.1 双稳态触发器
--93-RS触发器
-10.2 寄存器
-10.3 计数器
--97-异步计数器
--98-同步计数器
-10.4 中规模集成计数器组件及其应用
--10 触发器与时序逻辑电路--10.4 中规模集成计数器组件及其应用
-10 触发器与时序逻辑电路