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  1．運算放大器的開環應用
  當運算放大器處于開環狀態或施加正反饋時，由于運算放大器的開環放大倍數很高，且口
使在運放的兩個輸入端之間有一個非常微小的差值信號，也會使輸出電壓飽和，其大小接近
于電源電壓。利用這一特性，可以用作電壓比較器，用來判斷輸入信號的相對大小，或對信
號幅度進行控制，也可以根據輸入信號的幅度決定輸出信號的極性。
    圖1·3 -3  (a)所示電路是一個電壓比較器。在這個電路中，運算放大器是開環應用，
電壓lLi是輸入-信號，uR是參考電壓。根據理想運算放大器的條件，芻1i<UR時，運算放大
器輸出電壓u。：+ Uo。；當ui>U。時，輸出電壓u。=- Uo。。這樣根據輸出電壓的極性，就
可以判斷出輸入信號M；是大于參考電壓U。還是小于UR。
    比較器的輸出電壓M。與輸入電壓Mi之間的關系稱為傳輸特性曲線，如圖1.3 -3  (b)所
示。輸出電壓u。。近似等于電源電壓。注意：只有當運算放大器加有正負電源時，輸出才會
有負電壓。    1
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圖1.3 -3電壓比較器及其傳輸特性
    如果將圖中運算放大器的同相端直接接地，就構成了一個過零比較器。輸入信號ui從負
值進入正值，在過零處，輸出電壓M。的極性發生變化，從+ Uo。跳變到-U。m。其傳輸特性曲
    上篇模擬電子技術基礎39
    ____________________‘'.‘....______________一
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線如圖1. 3 -3  (c)所示。
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1.3 -4過零比較器的輸入和
    輸出電壓波形
    圖1.3 -2所示的電路就是一個反相比例放大器。它的輸入、輸出之間的關系可以根據
理想運算放大器的工作條件，即u+=M一和i+刮一=0來分析。
    運放的同相輸入端經電阻R接地，由于i+ =0，所以u+=0。根據“虛短”的條件可知
M一=u+，因此u一=0，即反相輸入端的電位等于0。注意：反相輸入端并沒有真正接地，只
是電位值與地端相等，因此又稱為“虛地”。
    根據u+=u一=O，1- =0可以求出輸入信號電流：
反饋電流：
因為i一=0，所以i，=ii，因此有：
所以電路的比例關系為：
．  ui -M二一生
‘i 2—Rf R，
．  u一-u。一一蘭旦
‘r 2—RF一  尺，
生一一生
Rf    RF
    RF
‰2 - RfU
輸出電壓‰與輸入電壓Mi之比即為這個電路的閉環電壓放大倍數，用AF表示：
AF=詈=一凳
40電子技術基礎
    上式表明，在運放具有理想特性的條件下，圖1.3 -2所示電路的閉環電壓放大倍數僅
與運放外部電路的電阻R，和R，有關，與集成運放本身的參數無關。當選用不同的RF和Rr電
阻值時，就可以方便地改變這個電路的電壓放大倍數。
    因為信號從運放反相輸入端送人，所以輸出電壓L。的極性（或相位）總是與輸入電壓
相反。當R，和R，的阻值確定后，電壓u。與u；的比值是固定的值，因此這種電路又稱為反相
比例運算電路。
    (2)同相比例放大器
    信號從運算放大器的同相端輸入的電路稱為同相運算電路。
    同相比例運算電路如圖1.3 -5所示，信號經
　
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