任务五-集成运放构成的比较电路

集成运放构成的比较电路成都职业技术学院成都卓物科技有限公司集成运放构成的比较电路集成运放构成的比较电路分析

在线性应用中，可以对运算放大器做如下理想假设：无限增益和带宽、零输出阻抗、无限输入阻抗，以及输入之间为零伏。也可以将运算放大器以非线性方式使用，但有一些地方要特别注意和处理。

一种常见的配置是仅使用开环运算放大器（无反馈），从而让其高增益产生比较器工作。没有负反馈，两个输入就不一定保持相同的电压，因此上述第四点理想运算放大器假设也就无效，如下图。运算放大器（运放）的工作原理使其能够放大输入端电压差。当运放工作在开环模式下（即没有反馈电路连接到输入端），它具有非常高的增益。因此，哪怕输入端电压差很小，也会导致输出电压迅速达到正饱和或负饱和状态。集成运放构成的比较电路集成运放构成的比较电路分析

如下图，运放用作比较器时工作在非线性区。设运放的增益为A（理想情况下非常大），其输入电压为Vin+（正相输入端）、Vin-（反相输入端），输出电压为Vout，那么运放的输出电压公式可以表示为集成运放构成的比较电路集成运放构成的比较电路分析

集成运放构成的比较电路集成运放构成的比较电路测试M203板卡板载了集成运放构成的比较电路，电路原理图如下所示。该电路中的运算放大器的同相输入端为信号输入端，反相输入端接了一个由R27与SW1电阻串联形成的分压电路，该电路为运算放大器的反相输入端提供一个参考电压。分析该电路，可以计算得到运算放大器的反相输入端的参考电压范围为0~4.55V。根据前面的理论分析可以得知集成运放构成的比较电路集成运放构成的比较电路测试按照以下连线示意图完成连线，首先给运算放大电路供电，使用正负5V双电源供电。使用直流可调电源为运放构成的比较电路的输入信号，使用万用表测试该电路的输入和输出情况，另外，调节电位器可以使得该电路的反相输入端的参考电压发生变化，从而影响比较电路的比较阈值。集成运放构成的比较电路集成运放构成的比较电路测试上图连接方式：先连接电源，+5V测试口J4连接到+5V测试口J15。将-5V测试口J10连接到-5V测试口J17。万用表的黑色表笔（负极）连接到板卡左角的GND测试口。红色表笔（正极）连接到输入测试点J51。在测试其他电位时可以将红色表笔连接至测试点J47，J52。直流电源的黑色表笔（负极）连接到板卡左下角GND测试口即可。下面介绍该电路的测试方法。调节直流可调电源，向电路同相输入端输入直流2V信号，如右上图所示。调整电位器，并用万用表测量反相输入端电压测试点J47，使其电压值小于2V，如下集成运放构成的比较电路集成运放构成的比较电路测试使用万用表测量输出电压，如下最左测图。调整电位器，并用万用表测量反相输入端电压测试点J47，使其电压值大于2V，如下中间图。使用万用表测量输出电压，如下最右侧图。集成运放构成的比较电路集成运放构成的比较电路测试由以上操作，可见当保持正相输入端电压保持不变时，反相输入端电压若小于正向输入端电压，则输出为+Vsat，反之输出为-

Vsat

，与理论一致。下面测试当反相输入端电压保持恒定不变，同相输入端电压变化时的情况。调整电位器，并用万用表测量反相输入端电压测试点J47，使其电压值等于2V，如下最左侧图。调节直流可调电源，向电路同相输入端输入大于2V电压，如下中间图。使用万用表测量输出电压，如下最右侧图。集成运放构成的比较电路集成运放构成的比较电路测试调节直流可调电源，向电路同相输入端输入小于2V电压，如下左侧图。使用万用表测量输出电压，如下右侧图。由以上操作，可见当保持反相输入端电压保持不变时，正相输入端电压若大于反相输入端电压，则输出为+Vsat，反之输出为-Vsat，与理论一致。测量其他电压值输入与不同的反相输入端参考电压的情况，完成上表，并分析误差原因。参考电压正相