红外线报警器制作

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1、项目4集成运算放大器运算放大器电路的符号如图（a）所示，图（b）所示是经常用到的简单画法，它有两个输入端，“－”端叫反相输入端，“＋”端叫同相输入端，输出端的电压与同相输入端同相，而与反相输入端反相。运算放大器工作所需要的电源有＋VCC端、－VEE端和接地端，一般情况下不画出。（a）符号（b）常用简单符号运算放大器符号运算放大电路内部组成框图集成运算放大器LF353集成运算放大器芯片内部常有一个、二个、四个运算放大器，如集成运算放大器LF353，其内部就包含了两个运算放大器，与外部的引脚如图所示。理想运放的技术参数(1)开环电压放大倍数Auo。是集成运放在开环(

2、无反馈)状态下，输出电压uo与差模输入信号(ui+－ui-)之比，即Auo越高，构成的运放运算精度越高，工作也越稳定。实际运放的Auo都很高，如集成运放D508，开环增益高达140dB(107)，HA2900的开环增益高达160dB(108)。理想运放认为Auo＝∞。(2)输入失调电压Uio。输入电压为零时，输出电压一般不为零，为使输出电压为零，要在输入端加一个补偿电压，此电压即为输入失调电压Uio，一般为几毫伏，此值越小越好，如集成运放F007的失调电压为2～10mV。理想运放的失调电压为零。(3)输入失调电流Iio。当输入信号为零时，两个输入端静态输入电流之

3、差Iio＝IB+－IB-为运放的输入失调电流，一般为1～100nA。高质量的运放Iio小于1nA，理想运放输入失调电流为零。(4)输入偏置电流IiB。若输入信号为零时，两个输入端静态基极电流的平均值IiB＝(IB1＋IB2)，输入偏置电流IiB一般在1µA以下。IiB越小，Iio也越小，因而零漂也就越小。如F007的IiB为200nA。理想运放的IiB为零。(5)最大共模输入电压UiCM。运放对共模信号有抑制能力，但共模信号必须是在规定的范围内，如超出了这个范围，运放的抑制能力会显著下降。UiCM表示了集成运放所承受的共模干扰信号的能力。UiCM越大越好，高质量

4、的运放UiCM可达十几伏。(6)最大输出电压Uoppm。在电源电压为额定值时，使输出电压和输入电压保持不失真关系的最大输出电压，称为运放的最大输出电压。如F007的电源电压为±15V时，Uoppm约为±13V。(7)共模抑制比KCMRR。运放对差模信号的放大倍数与它对共模信号放大倍数之比称为运放的共模抑制比。这个参数越大则运放的质量越好，一般为65～160dB之间，如F007的KCMRR为80～86dB。理想运放的KCMRR为∞。另外理想运放的输入电阻Ri＝∞，输出电阻Ro＝0，开环带宽fBW＝∞，而且不存在零点漂移。理想运放的“虚断”和“虚短”(1)虚短理想运

5、放的两输入端之间的电压为零，即U＋＝U－，相当于两输入端之间短路，即“虚短”。这是因为运放工作在线性区，输出电压为有限值，而理想运放的Auo＝∞，则输入端之间的电压(ui＋－ui－)应为零。(2)虚断理想运放的两输入端不吸取电流，即I＋＝I－＝0。相当于两输入端之间是开路的，即“虚断”。这是因为ui＋＝ui－，即差模输入电压uid＝ui＋－ui－＝0，而差模输入电阻Rid＝∞的缘故。利用“虚短”和“虚断”的概念，将使各种运放电路的分析十分简便。反相比例运算放大电路及倒相器由图知：ui＋＝0而ui－＝ui＋＝0又I＋＝I－＝0则有i1＝if即：例4.1电路如图所示

6、，设R1＝10kΩ，Rf＝50kΩ，求Auf、R2。若ui＝0.5V时，uo＝?解：反相比例运算电路放大倍数Auf＝uo/ui＝－Rf/R1＝－50/10＝－5平衡电阻为：R2＝R1∥Rf＝10∥50＝8.3kΏuo＝ui×Auf＝0.5×(－5)＝－2.5V同相比例运算放大电路及电压跟随器电路的输入信号通过R2加到运放的同相输入端，反相输入端则通过电阻R1接地。R2是平衡电阻，应满足R2＝R1∥Rf。由“虚断”I＋＝I－＝0及“虚短”U＋＝U－可求得：uo＝(1＋Rf/R1)ui电压跟随器加法运算电路电路中的电阻应满足R1∥Rf＝R2∥R3∥R4的关系，由“虚

7、断”和“虚短”的概念并应用叠加原理推导出：减法运算电路其中，例4.3电路如图所示，R1＝R2＝R3＝10KΩ，Rf1＝51KΩ，Rf2＝100KΩ，ui1＝0.1V，ui2＝0.3V，求uo1和uo。解：本题用反相比例运算放大电路和反相加法运算电路构成减法器，第一级为反相比例运算放大电路，因此得：uo1＝－Rf1ui1/R1＝－(51×0.1/10)＝－0.51V第二级为反相加法运算电路，得：uo＝－Rf2/R2×ui2－Rf2/R3×uo1＝－100/10×0.3－100/10×(－0.51)＝2.1V积分运算电路微分运算电路过零电压比较器ui为输入电压，它与

8、同相输入端的参考电压UR