啦啦啦

西安测试20

运放的基本分析方法：虚断，虚短。对于不熟悉的运放应用电路，就使用该基本分析方法。

运放是用途广泛的器件，接入适当的反馈网络，可用作精密的交流和直流放大器、有源滤波器、振荡器及电压比较器。

/ L$ A6 x( W/ F  X8 y# w
/ y% F  n- v( v$ I: }4 X1、运放在有源滤波中的应用
上图是典型的有源滤波电路（赛伦-凯 电路，是巴特沃兹电路的一种）。有源滤波的好处是可以让大于截止频率的信号更快速的衰减，而且滤波特性对电容、电阻的要求不高。
2 n" p/ F# N! ]" _$ o
该电路的设计要点是：在满足合适的截止频率的条件下，尽可能将R233和R230的阻值选一致，C50和C201的容量大小选取一致（两级RC电路的电阻、电容值相等时，叫赛伦凯电路），这样就可以在满足滤波性能的情况下，将器件的种类归一化。其中电阻R280是防止输入悬空，会导致运放输出异常。

滤波最常用的3种二阶有源低通滤波电路为
, x: W' F- J0 V0 b巴特沃兹，单调下降，曲线平坦最平滑；

巴特沃兹低通滤波中 用的最多的是 赛伦凯乐电路，即仿真的该电路。
' X: }; t# i( |' U8 [
5 f8 {, `+ o; G一个滤波器，要知道其截至频率是多少，或者能写出传递函数和频率响应也可以。

5 ?) e$ `! g+ k( v5 i+ ^如果该滤波器还有放大功能，要知道该滤波器的增益是多少。
# I0 o! x3 u6 u* }9 L当两级RC电路的电阻、电容值相等时，叫赛伦凯电路，在二阶有源电路中引入一个负反馈，目的是使输出电压在高频率段迅速下降。

二阶有源低通滤波电路的通带放大倍数为 1+Rf/R1 ，与一阶低通滤波电路相同；
0 B6 _& @) l3 ^& i6 L+ ^


' ]* Q9 p& ^+ t0 A# g" F* H截止频率为

注明，m的单位为 欧姆， N 的单位为 u
所以计算得出 截止频率为

& e/ g2 h6 a: |! U3 ]' p+ @切比雪夫 ，迅速衰减，但通带中有纹波；
* }' P! H" f7 E# V1 k
. B! {' b8 K& c1 x/ U' k! X/ `贝塞尔（椭圆），相移与频率成正比，群延时基本是恒定。
' P% Z2 ~0 R) L6 g- W6 x+ D- X

. [/ e) ?: P; |2 T4 K- X2 X% ~2、运放在电压比较器中的应用
上图是典型信号转换电路，将输入的交流信号，通过比较器LM393，将其转化为同频率的方波信号（存在反相，让软件处理一下就可以），该电路在交流信号测频中广泛使用。

' S6 L' J9 A8 X! q  @% q该电路实际上是过零比较器和深度放大电路的结合。

将输出进行（1+R292/R273）倍的放大，放大倍数越高，方波的上升边缘越陡峭。

该电路中还有一个关键器件的阻值要注意，那就是R275，R275决定了方波的上升速度。
; }* F4 y/ y. f0 r: [2 i: U+ @
! y, Q4 {7 r8 o6 h) H
4 [- d/ E# P* K8 [3、恒流源电路的设计
如图所示，恒流原理分析过程如下：
9 J) Y) u/ O2 |2 n

U5B（上图中下边的运放）为电压跟随器，故V1=V4;
# }9 W4 Q3 l( X  l% B9 x
由运算放大器的虚短原理，对于运放U4A（上图中上边的运放）有：V3=V5；
4 U! u; _" n) S$ n有以上等式组合运算得：

% w: f, A1 O! Z+ `6 A当参考电压Vref固定为1.8V时，电阻R30为3.6,电流恒定输出0.5mA。
/ f$ v5 e3 H' C) `2 u
2 u& M2 x) X- Q1 i) y/ T" W3 \该恒流源电路可以设计出其他电流的恒流源，其基本思路就是：所有的电阻都需要采用高精度电阻，且阻值一致，用输入的参考电压（用专门的参考电压芯片）比上阻值，就是获得的输出电流。
1 Y0 s5 u+ X1 Q! ?8 G! f! [0 A, B" a
但在实际使用中，为了保护恒流源电路，一般会在输出端串一只二极管和一只电阻，这样做的好处第一是防止外界的干扰会进入恒流源电路，导致恒流源电路的损坏，二是可以防止外界负载短路时，不至于对恒流源电路造成损坏。
' Q! G9 M- O# d; q) j


: g5 J* h) p  v/ b6 z  I- K' Y4、整流电路中的应用
, i4 ]2 U0 {  E8 L- M' m9 I上述电路是一个整流电路，将输入的一定频率的脉冲整流成固定的电平电压，再用此电压控制4-20mA电流的输出电流。该电路功能类似一些DAC功能的接口。
* j  p; H& L  n
8 K1 o& ?! V' y5 S; ^+ _3 J3 y
) }& c, [" c% r' O9 f% L5 b' Z' N
5、热电阻测量电路

& j* d; i; G  t% M2 |上图的电路是典型的热电阻/电偶的测量电路，其测量思路为：将1-10mA的恒流源加于负载，将会在负载上产生一定的电压，将该电压进行有源滤波处理，处理后在进行信号的调整（信号放大或衰减），最后将信号送入ADC接口。

5 B( [6 m; i4 b9 m* ~" t9 y' w
, g# F1 m6 `) Y2 @4 G& v该电路应用时，要注意在输入端施加保护，可以并TVS，但要注意节电容对测量精度的影响，当然，如果在一些低成本场合，上述电路图可简化为下电路


6、电压跟随器
' r& y) ^! k! L- }在运放的使用中，电压跟随器是一种常见的应用，该电路的好处是：一是减小负载对信号源的影响；二是提高信号带负载的能力。

, G. k4 |2 ]* J( b上图是运用运放实现了电阻分压的功能，首先用电阻获得需要输出的电压，然后用运放对该电压进行跟随，提高其输出能力。


5 K0 g, l! {8 O, K# X- k3 o7、单电源的应用

+ K' U: @9 ]+ j+ h
在运放的实际使用，我们一般为了保持运放的频率特性，一般都采用双电源供电，但有的时候在实际使用，我们只有单电源的情况，也能实现运放的正常工作。

' C6 \, A% q9 q) {- C首先我们运用运放跟随电路，实现一个VCC/2的分压:

1 `" I, j! w# O5 o# t当然，如果在要求不是很高的场合，我们可以直接电阻分压，获得+VCC/2，但由于电阻分压的特性所在，其动态的响应速度会非常慢，请谨慎使用。
8 t: F8 ~6 M" }/ H5 Z
获得+VCC/2后，我们可以用单电源实现信号放大功能，如下图：
4 s0 ?# K5 I& M5 L% E
该电路中 R66=R67//R68， 信号的输出增益G=-R67/R68 。

; f' I; G  h3 K7 ]具体应用如下图：运放为单+5V_AD供电，AD芯片的电压是3.3V（基准电压芯片REF3033得到），该3.3V再电阻分压和经过运放跟随后得到1.65V，给到运放的同相输入端
附：运放的应用要点
来源：网络

西安测试19

嘻嘻