71-集成运算放大器的应用举例在线视频

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