INA133设计简单运放电路报告.doc

西安邮电大学 现代电路系统与设计 ——大作业 院（系 专 业： 学 号： 姓名： 1 INA133高速精密差动放大器使用参数 规格： 失调电压： —/＋ 450uV 温度漂移： 5uV/度 共模比：80dB 小信号带宽：1.5MHz 输入电压最小：INA133 5V，INA2133 4.5V 输入最大电压：36V 静态工作电流：－/＋ 0.95mA 工作电压：－55 ～125度 增益误差：0.05％ 增益漂移：1ppm /度C （每度百万分之一） 共模输入低：-27V 共模输入高：27V 非线性：0.001% 3 运用INA133设计的基本运算电路 1全波整流 电路分为两部分，前一个运放A1实现半波整流电路，后一个运放A2实现的是反响求和运算电路。 A1：(1)当U10时，必然使集成运放的输出U`00,从而导致二极管D1导通，D2截止，电路实现反相比例运算，输出电压为U0=-(R4/R1)U1 (2)当U10时，必然使集成运放的输出U`00，从而使二极管D2导通，D1截止，R4中电流为0，因此输出电压U0=0。U1和U0输出波形如图： 如果设二极管的导通电压为0.7V，集成运放的开环差模放大倍数为50万倍，那么为使二极管D2导通，集成运放的净输入电压 同理可估算出为使D2导通集成运放所需的净输入电压，也是同数量级。可见，只要出入电压U1使集成运放的净输入电压产生非常微小的变化，就可以改变D1和D2工作状态，从而达到精密整流的目的。 如上图所示，当U10时U0=-KU1(K0),当U10时，U0=0。可以想象，若利用方向求和电路讲-KU1与U1负半周波形相加，就可以实现全波整流。 A2：输出电压U0=-U01-U1 当U10)时，U01=-2U1，U0=2U1-U1=U1; 当U10时，U01=0，U0=-U1; 所以 U0=︱U1︱ 故下图所示电路也为绝对值电路。当输入波形为正弦波时，输出入下图所示。 2单运放驰张振荡器： 由带正反馈的INA133构成迟滞比较器，和构成积分器电路，由运放的虚短和虚断，当输出为高电平，且时，电容充电，以指数规律上升，趋于，此时比较器的高门限电压：，当上升到该电平时即发生翻转，由高电平跳变到低电平，低门限电压，当为低电平时，电容开始放电，后又反充电，以指数规律下降，当至时，又由低电平跳变到高电平，周而复始，形成振荡，其中振荡频率为：取，,由公式计算得到其高门限电压为：6V,低门限电压为：-6V 。得到输出波形为： 从图中可以看出由于INA133存在内阻，输出电压并没有达到12V，然而其大致为，即的，与计算结果是符合的。 3过零比较器 将运放3端接地，2端输入信号，运放开环构成一过零比较器。仿真电路及结果如图： 由下图输入输出波形可得当输入信号大于零时，输出,当输入信号小于零时，输出，实现了过零比较功能。 4反相半波电压钳制电路 利用运放虚短和虚断以及二极管的特性，可得到如下钳制电路。可将输入信号的正波段钳制在某一电压范围内，当输出电压超过该钳制电压时输出该钳制电压，当其小于时信号可以完全通过。而且对其负波段不产生影响。输出波形与原来相位相反。如图，考虑二极管的导通电压，可知该钳制电压为： 输出结果： 从图中可看出其输入信号正波段钳制在4.6V，而对负波段没有影响。 当时，即为半波整流电路。 5数据放大器： 该电路由三个运放构成，其中INA133构成相减电路，U2和U3构成同相比例放大器，输入电阻大且电路完全对称。取如图所示取值，计算得到输出电压U0=3(U2-U3)。 仿真输出波形为： 6对数电路 基本对数电路的缺点： (1)运算精度受温度影响大； (2)小信号时exp(VD/VT)差不多大，所以误差很大； 　　　　 7反向输入迟滞比较器 将运放的同相端与地相连，刚开始工作时，运放的同相输入端电压为0，即最开始时与0电平比较，是反相过零比较。当输入信号从小变大，开始时输入信号为负，运放输出被限幅后的输出电平，输出电平通过端子1反馈回运放同相输入端，此时输入信号与（为INA133内阻25k），当输入信号超过时，输出极性相反。输出，当输入信号又从大开始变小，通过1反馈回运放的同相端的是电平 此时，输入信号和比较，当输入信号减小到小于，输出极性翻转，输出为。 仿真电路为： 8仪表放大器 当输入电压为时，输出电压为，放大了三倍，与由公式（2）算得的结果相同，故电路可行。 9电平比较器 将输入信号通过电阻连接到运放的反相端，参考电平连接到运放的同相端。图中，,用来作为输入缓冲，稳压管、和电阻组成限幅电路，限制输出电压幅值。当UiU3时，运放输出；当UiU3时，运放输出，其中，大小由稳压管、反相击穿电压决定。 取，参考电平V1=2.5V,