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1．运算放大器的开环应用
当运算放大器处于开环状态或施加正反馈时，由于运算放大器的开环放大倍数很高，且口
使在运放的两个输入端之间有一个非常微小的差值信号，也会使输出电压饱和，其大小接近
于电源电压。利用这一特性，可以用作电压比较器，用来判断输入信号的相对大小，或对信
号幅度进行控制，也可以根据输入信号的幅度决定输出信号的极性。
图1·3 -3 (a)所示电路是一个电压比较器。在这个电路中，运算放大器是开环应用，
电压lLi是输入-信号，uR是参考电压。根据理想运算放大器的条件，刍1i<UR时，运算放大
器输出电压u。：+ Uo。；当ui>U。时，输出电压u。=- Uo。。这样根据输出电压的极性，就
可以判断出输入信号M；是大于参考电压U。还是小于UR。
比较器的输出电压M。与输入电压Mi之间的关系称为传输特性曲线，如图1.3 -3 (b)所
示。输出电压u。。近似等于电源电压。注意：只有当运算放大器加有正负电源时，输出才会
有负电压。 1
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图1.3 -3电压比较器及其传输特性
如果将图中运算放大器的同相端直接接地，就构成了一个过零比较器。输入信号ui从负
值进入正值，在过零处，输出电压M。的极性发生变化，从+ Uo。跳变到-U。m。其传输特性曲
上篇模拟电子技术基础39
____________________‘'.‘....______________一
I___l_l___l-_.___II___1._____II__-____I____-____.________I__l__-_
线如图1. 3 -3 (c)所示。
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1.3 -4过零比较器的输入和
输出电压波形
图1.3 -2所示的电路就是一个反相比例放大器。它的输入、输出之间的关系可以根据
理想运算放大器的工作条件，即u+=M一和i+刮一=0来分析。
运放的同相输入端经电阻R接地，由于i+ =0，所以u+=0。根据“虚短”的条件可知
M一=u+，因此u一=0，即反相输入端的电位等于0。注意：反相输入端并没有真正接地，只
是电位值与地端相等，因此又称为“虚地”。
根据u+=u一=O，1- =0可以求出输入信号电流：
反馈电流：
因为i一=0，所以i，=ii，因此有：
所以电路的比例关系为：
． ui -M二一生
‘i 2—Rf R，
． u一-u。一一兰旦
‘r 2—RF一 尺，
生一一生
Rf RF
RF
‰2 - RfU
输出电压‰与输入电压Mi之比即为这个电路的闭环电压放大倍数，用AF表示：
AF=詈=一凳
40电子技术基础
上式表明，在运放具有理想特性的条件下，图1.3 -2所示电路的闭环电压放大倍数仅
与运放外部电路的电阻R，和R，有关，与集成运放本身的参数无关。当选用不同的RF和Rr电
阻值时，就可以方便地改变这个电路的电压放大倍数。
因为信号从运放反相输入端送人，所以输出电压L。的极性（或相位）总是与输入电压
相反。当R，和R，的阻值确定后，电压u。与u；的比值是固定的值，因此这种电路又称为反相
比例运算电路。
(2)同相比例放大器
信号从运算放大器的同相端输入的电路称为同相运算电路。
同相比例运算电路如图1.3 -5所示，信号经
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民用航空器维修基础系列教材 电子技术基础(24)
