集成運放的線性和非線性應(yīng)用

一、集成運放線性工作狀態(tài)的應(yīng)用

集成運放工作在線性區(qū)的必要條件是引入深度負反饋。工作在線性區(qū)的兩個特點:虛短、虛短。當(dāng)集成運放工作在線性區(qū)時, 同相端和反相端電壓幾乎相等, 所以稱為虛假短路, 簡稱“虛短”即u+≈u-；流入集成運放同相端和反相端的電流幾乎為零, 所以稱為虛假斷路, 簡稱“虛斷”即i+=i-≈0。比例運算電路是集成運放工作在線性工作狀態(tài)的最基本應(yīng)用電路, 可以分為反相比例運算電路、同相比例運算電路。下面看看集成運放線性工作狀態(tài)構(gòu)成RC橋式正弦波振蕩電路

圖1為RC橋式正弦波振蕩器。其中RC串、并聯(lián)電路構(gòu)成正反饋支路, 同時兼作選頻網(wǎng)絡(luò)。調(diào)節(jié)電位器Rf, 可以改變負反饋深度, 以滿足振蕩的振幅條件和改善波形。改變選頻網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)C或R, 即可調(diào)節(jié)振蕩頻率。一般采用改變電容C作頻率量程切換, 而調(diào)節(jié)R作量程內(nèi)的頻率細調(diào)。

二、集成運放非線性工作狀態(tài)的應(yīng)用

集成運放工作在非線性區(qū)的特點:當(dāng)同相端電壓大于反相端電壓, 即u+>u-時, u0=+u0m;當(dāng)反相端電壓大于同相端電壓, 即u+<u-時, u0=-u0m。

1．反相型滯回比較器

反相型滯回比較器電路如圖2, 此時集成運放工作在非線性區(qū)

當(dāng)ui足夠小時, 比較器輸出高電平u0=UZ, 此時同相端電壓用UT+ (上門限) 表示,

隨著ui的增大, 當(dāng)ui>UT+時, 比較器輸出由高電平變?yōu)榈碗娖絬0=-UZ, 此時同相端電壓用UT- (下門限) 表示,

ui繼續(xù)增大, 比較器維持輸出低電平-UZ。當(dāng)ui由大變小時, 比較器先輸出低電平-UZ, 運放同相端電壓為UT-, 只有當(dāng)ui減小到ui>UT-時, 比較器的輸出將由低電平跳變到高電平UZ, 此時運放同相端電壓又變?yōu)閁T+。ui繼續(xù)減小, 比較器維持輸出高電平UZ?；夭铍妷簽棣=UT+-UT-。

2.矩形波發(fā)生器

矩形波發(fā)生器如圖3所示, 電路的輸出電壓限制在+UZ和-UZ之間。輸出電壓U0=+UZ, 輸出經(jīng)R1給電容C充電;輸出電壓U0=-UZ, 電容經(jīng)R1放電。

改變R1、R2、R3或C均可改變振蕩周期。