運算放大器的單電源供電方法

1、運算放大器的單電源供電方法作者：佚名    文章來源：電子世界    點擊數：396    更新時間：2007-1-10    運算放大器的單電源供電方法夢蘭大部分運算放大器要求雙電源(正負電源)供電，只有少部分運算放大器可以在單電源供電狀態(tài)下工作，如LM358(雙運放)、LM324(四運放)、CA3140(單運放)等。需要說明的是，單電源供電的運算放大器不僅可以在單電源條件下工作，也可在雙電源供電狀態(tài)下工作。例如，LM324可以在、

2、5 12V單電源供電狀態(tài)下工作，也可以在 5±12V雙電源供電狀態(tài)下工作。在一些交流信號放大電路中，也可以采用電源偏置電路，將靜態(tài)直流輸出電壓降為電源電壓的一半，采用單電源工作，但輸入和輸出信號都需要加交流耦合電容，利用單電源供電的反相放大器如圖1(a)所示，其運放輸出波形如圖1(b)所示。該電路的增益AvfRFR1。R2R3時，靜態(tài)直流電壓Vo(DC)12Vcc。耦合電容Cl和C2的值由所需的低頻響應和電路的輸入阻抗(對于C1)或負載(對于C2)來確定。Cl及C2可由下式來確定：C110002foRl(F)；C210002foRL(F)，式中，fo是所要求最低輸入頻率。若R1、RL

3、單位用k，fO用Hz，則求得的C1、C2單位為F。一般來說，R2R32RF。圖2是一種單電源加法運算放大器。該電路輸出電壓Vo一RF(V1Rl十V2R2十V3R3)，若R1R2R3RF，則Vo一(V1十V2十V3)。需要說明的是,采用單電源供電是要付出一定代價的。它是個甲類放大器，在無信號輸入時，損耗較大。思考題(1)圖3是一種增益為10、輸入阻抗為10k、低頻響應近似為30Hz、驅動負載為1k的單電源反相放大器電路。該電路的不失真輸入電壓的峰峰值是多少呢?(提示：一般運算放大器的典型輸入、輸出特性如圖4所示)；(2)圖5是單電源差分放大器。若輸入電壓為50Hz交流電壓，V11V，V2O4V，

4、它的輸出電壓該是多少呢？LM324四運放的應用作者：未知    文章來源：互聯(lián)網    點擊數：309    更新時間：2007-1-16    LM324是四運放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝，外形如圖所示。它的內部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨立。每一組運算放大器可用圖1所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“-”為兩個信號輸入端，“V+”、“V-”為正、負電源端，“Vo”為輸出端。兩

5、個信號輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見圖2。                                   &#

6、160; 圖 1  圖 2 由于LM324四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應用在各種電路中。 下面介紹其應用實例。      反相交流放大器電路見附圖。此放大器可代替晶體管進行交流放大，可用于擴音機前置放大等。電路無需調試。放大器采用單電源供電，由R1、R2組成1/2V+偏置，C1是消振電容。               

7、60;                        放大器電壓放大倍數Av僅由外接電阻Ri、Rf決定：Av=-Rf/Ri。負號表示輸出信號與輸入信號相位相反。按圖中所給數值，Av=-10。此電路輸入電阻為Ri。一般情況下先取Ri與信號源內阻相等，然后根據要求的放大倍數在選定Rf。Co和Ci為耦合電容。 同相交流放大器見附圖。同相交流放大器的特點是輸入阻抗高

8、。其中的R1、R2組成1/2V+分壓電路，通過R3對運放進行偏置。電路的電壓放大倍數Av也僅由外接電阻決定：Av=1+Rf/R4，電路輸入電阻為R3。R4的阻值范圍為幾千歐姆到幾十千歐姆。                                   &

9、#160;         交流信號三分配放大器 此電路可將輸入交流信號分成三路輸出，三路信號可分別用作指示、控制、分析等用途。而對信號源的影響極小。因運放Ai 輸入電阻高，運放 A1-A4 均把輸出端直接接到負輸入端，信號輸入至正輸入端，相當于同相放大狀態(tài)時 Rf=0 的情況，故各 放大器電 壓放大倍數均為 1 ，與分立元件組成的射極跟隨器作用相同 R1、R2組成1/2V+偏置，靜態(tài)時A1輸出端電壓為1/2V+，故運放A2-A4輸出端亦為1/2V+，通過輸入輸出電容的隔直作用，取出交流信號。  

10、;     有源帶通濾波器 許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器，以選出各個不同頻段的信號，在顯示上利用發(fā)光二極管點亮的多少來指示出信號幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率 ，在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1，品質因數 ，3dB帶寬B=1/（*R3*C）也可根據設計確定的Q、fo、Ao值，去求出帶通濾波器的各元件參數值。 R1=Q/（2foAoC），R2=Q/（2Q2-Ao）*2foC），R3=2Q/（2foC）。上式中，當fo=1KHz時，C取0.01Uf。此電路亦可用于一般的選頻放大。 此電路亦可使用單電源，只

11、需將運放正輸入端偏置在1/2V+并將電阻R2下端接到運放正輸入端既可。      比較器 當去掉運放的反饋電阻時,或者說反饋電阻趨于無窮大時(即開環(huán)狀態(tài)),理論上認為運放的開環(huán)放大倍數也為無窮大(實際上是很大,如LM324運放開環(huán)放大倍數為100dB，既10萬倍)。此時運放便形成一個電壓比較器，其輸出如不是高電平（V+），就是低電平（V-或接地）。當正輸入端電壓高于負輸入端電壓時，運放輸出低電平。 附圖中使用兩個運放組成一個電壓上下限比較器，電阻R1、R1組成分壓電路，為運放A1設定比較電平U1；電阻R2、R2組成分壓電路，為運放A2設定比較電

12、平U2。輸入電壓U1同時加到A1的正輸入端和A2的負輸入端之間，當Ui >U1時，運放A1輸出高電平；當Ui <U2時，運放A2輸出高電平。運放A1、A2只要有一個輸出高電平，晶體管BG1就會導通，發(fā)光二極管LED就< FONT>會點亮。 若選擇U1>U2，則當輸入電壓Ui越出U2，U1區(qū)間范圍時，LED點亮，這便是一個電壓雙限指示器。 若選擇U2 > U1，則當輸入電壓在U2，U1區(qū)間范圍時，LED點亮，這是一個“窗口”電壓指示器。 此電路與各類傳感器配合使用，稍加變通，便可用于各種物理量的雙限檢測、短路、斷路報警等。    

13、   單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 見附圖5。此電路可用在一些自動控制系統(tǒng)中。電阻R1、R2組成分壓電路，為運放A1負輸入端提供偏置電壓U1，作為比較電壓基準。靜態(tài)時，電容C1充電完畢，運放A1正輸入端電壓U2等于電源電壓V+，故A1輸出高電平。當輸入電壓Ui變?yōu)榈碗娖綍r，二極管D1導通，電容C1通過D1迅速放電，使U2突然降至地電平，此時因為U1>U2，故運放A1輸出低電平。當輸入電壓變高時，二極管D1截止，電源電壓R3給電容C1充電，當C1上充電電壓大于U1時，既U2>U1，A1輸出又變?yōu)楦唠娖?，從而結束了一次單穩(wěn)觸發(fā)。顯然，提高U1或增大R2、C1的數值，都會使

14、單穩(wěn)延時時間增長，反之則縮短。