2.3 單運算放大器的識圖與應用

單運算放大集成電路簡稱單運算放大器，是指集成電路芯片內僅封裝有一只運算放大器的情況。

2.3.1 單運算放大器識圖與應用指導

單運算放大器封裝形式主要有金屬圓殼封裝和雙列塑料封裝兩大類。

1. 金屬圓殼封裝的單運算放大器

金屬圓殼單封裝的單運算放大器引腳排列如圖2-11（a）與圖2-11（b）所示，采用國際上通用的俯視排列（逆時針排列）；也就是從頂部往下看，由定位標記所對應的管腳按逆時針方向數。

（1）常見型號

金屬圓殼封裝的單運算放大器集成電路常見型號如表2-1～表2-3所列，同一表同一欄中所給出的集成電路間可以互換。其中：

表2-1所列為采用雙列8腳塑封與圖2-11（a）所示金屬圓殼封裝的單運算放大器型號；表2-2所列為采用雙列8腳塑封與圖2-11（a）所示金屬圓殼封裝不同參數的單運算放大器型號；表2-3所列為采用雙列8腳塑封與圖2-11（b）所示金屬圓殼封裝不同參數的單運算放大器的型號。

（2）引腳功能

金屬圓殼封裝的單運算放大器采用圖2-11（a）所示封裝方式的集成電路引腳功能如表2-4所列。

金屬圓殼單運算放大器采用圖2-11（b）所示封裝方式的集成電路引腳功能如表2-5所列。

（3）調零電位器的連接方式

金屬圓殼單運算放大器采用圖2-11（a）所示封裝方式調零電位器RP的連接方式如圖2-12（a）所示。采用圖2-11（b）封裝方式調零電位器RP的連接方式如圖2-12（b）所示。

2. 雙列式封裝單運算放大器

雙列式封裝單運算放大器引腳排列如圖2-13（a）所示，采用國標上通用的俯視排列（逆時針排列），也是從頂部往下看，由定位標記（小黑圓點）所對應的管腳為引腳①，然后按逆時針方向數。

（1）常見型號

雙列式8腳封裝單運算放大器集成電路常見型號如表2-1～表2-3所列，同一表同一欄中所給出的集成電路間可以互換。

（2）引腳功能

表2-1與表2-2中雙列式8腳封裝單運算放大器型號的引腳功能與表2-4中的相同；表2-3中雙列式8腳封裝單運算放大器集成電路型號的引腳功能與表2-5中的相同。

2.3.2 集成運算放大器在調溫恒溫自動控制電路中的應用與識圖

圖2-14所示是由運算放大器TL091P構成的調溫恒溫自動控制應用電路。該電路可以自動對溫度進行調整，并可對溫度進行恒定，由該電路構成的調溫恒溫電烙鐵，可以在電烙鐵拿起時進入加熱狀態，將電烙鐵放到電烙鐵架上時自動進行恒溫。

1. 識圖指導

圖2-14所示電路主要由IC1、Rt、IC2、RG、KR等組成。其中，IC1的型號為TL091P，是一塊單運算放大器；Rt的型號為T―413，是一只高溫型硅熱敏電阻器，其最高測溫可達300℃，可在電烙鐵的根部檢測電烙鐵的溫度；IC2的型號為W7806，是一只穩壓值為6V的三端固定穩壓集成電路，用于將10V左右的直流電壓穩壓為6V后為溫度檢測電路提供工作電源，以使溫度檢測電路工作穩定；RG是一種硫化鎘光敏電阻器，其亮電阻值為200?，暗電阻值不小于1M?；KR是一種干簧繼電器，其型號為DSS41A05BR，它的線圈電阻值約為5.1k?左右。

干簧繼電器KR的常開觸點用于控制插座上所插負載的供電通斷，而干簧繼電器KR線圈中電流的通斷則受VT1管的控制，VT1管的工作狀態則受兩方面電路的控制，一路為光敏電阻器，當光敏電阻器受光時，VT1管截止，不受光時VT1即可受另一路信號的控制。此時，如IC1⑥腳輸出高電平，VT1即可導通，而IC1的狀態則受熱敏電阻傳感器Rt檢測到的溫度控制。

2. 工作原理

圖2-14所示電路主要由測溫電橋，電壓比較器，驅動控制電路，保溫電路及電源電路4個單元電路構成。

（1）電源電路

220V交流電壓經C4降壓，VD1與VD2整流，C3濾波后得到的約10V左右的直流電壓，一路為驅動電路（VT1）提供工作電源，另一路又經IC2穩壓成6V后，為溫度檢測電路提供工作電源。

（2）比較電路

測溫比較電路由IC1及其外圍有關元件構成。IC1的③腳為基準電壓輸入端，該電壓是由R2與RP1將6V電壓分壓后得到的，調整RP1的值，可以改變基準電壓值，使檢測的溫度發生改變；IC1的②腳為比較電壓輸入端，該電壓是由R1與Rt分壓后得到的，由于Rt傳感器的電阻值會隨所測溫度的高低而改變，故②腳上的電壓是變化的。

當Rt檢測到的溫度低于RP設定的閾值溫度，即IC1的③腳電壓大于②腳時，IC1⑥腳輸出高電平；反之，當Rt檢測到的溫度高于RP1設定的閾值溫度，即IC1③腳電壓小于②腳時，IC1⑥腳輸出低電平。

（3）驅動電路

驅動電路由VT1、KR干簧繼電器等組成。當Rt檢測到的溫度低于設定值時，IC1⑥腳輸出的高電平信號經R5、RG分壓后加到VT1管的基極，此時如RG被隔離無光照射時，則VT1導通，C3正極上的約10V電壓就會經VT1與LED1加到干簧繼電器KR線圈上，使其得電吸合，其常開觸點閉合后，從而就接通了插在XS1插座內電烙鐵的工作電源，從而使其全壓工作。

（4）保溫電路

保溫電路是由RG光敏電阻器為主構成的。該傳感器設置在電烙鐵握手處，由手握電烙鐵遮住光敏電阻器使其不受光，放下電烙鐵置于電烙鐵架上時使光敏電阻器RG受光來控制保溫的。

① 當手握電烙鐵使用時，RG照射光被遮住，其電阻值大于1M?，VT1導通，其工作過程如上所述。

② 當電烙鐵擱在烙鐵架上時，RG受光照射，其電阻值變小，約為200 ?左右，致使IC1⑥腳輸出的高電平經R5、RG分壓后的電壓不能使VT1導通，故LED1熄滅，KR繼電器線圈斷電，其常開觸點斷開，但此時由于二極管VD4對市電的半波整流得到的電壓仍加在插座上，這種半導通狀態則不會導致電烙鐵產生過高的溫度而燒死，使電路仍處于一種恒溫狀態，以便再次使用電烙鐵時，可在較短的時間內就可使電烙鐵從恒溫狀態恢復到加熱狀態，從而保證了電烙鐵的迅速升溫。

2.3.3 集成運算放大器在交流毫伏表電路中的應用與識圖

圖2-15所示是由運算放大器CA314OT構成的交流毫伏表電路。該電路可進行0.03～18V之間電壓的測量，由擋位開關進行切換，使用很方便，可制成毫伏表產品，或應用于電子儀表電路中。

1. 識圖指導

圖2-15所示電路主要由IC1、B1、SA1、RP1為核心構成。其中，IC1的型號為CA314OT，是一塊單運算放大器，其轉換速度為9V/μs，增益帶寬為4.5MHz。B1是一種1mA的電流表表頭，實際測量內阻為10k/V；SA1是一只單刀六擲波段開關；RP1是一只電阻值為5.1k?的可調電阻器，用于進行零點調整。

2. 工作原理

測試信號由檢測表筆引入表內后，經C1、C2、C3電容串并聯耦合，由SA1波段開關轉換后，由相應擋的倍率電阻器加到IC1的同相信號輸入端③腳，同時，倍率電阻器引入的信號還經VD1、VD2、R9、R8、C5、C4處理后加到IC1的反相信號輸入端②腳，經IC1處理后的信號從⑥腳輸出，最終由毫安表表頭顯示出相應的交流電壓。該電壓可測到0.03V以下。

在圖2-15所示電路中，由于采用了高性能的運算放大器CA314OT，即使測量頻率為2000Hz的電壓，經頻率補償后，輸入180mV電壓，從25Hz～16kHz范圍的線性基本平直，但大于20kHz的頻率以后，線性度會有所下降。

在毫伏表的檢測輸入端加接了串、并聯耦合電容器C1～C3以后，以便在測量交流電壓時，防止電路中的直流電壓對交流電壓讀數的影響。

該毫伏表的各電壓擋采用獨立的倍率電阻器，各擋精度互不影響。每只倍率電阻器可采用一只固定電阻器與一只多圈可調電阻器串聯，這樣可以不用去挑選高精度的電阻器，調試也十分方便。

制作提示：

圖2-15所示電路中的R9、C4、C5構成了頻率補償電路。該電路對展寬測量的頻率范圍很有效。如果只用毫伏表測量音頻信號，只要調整到20Hz～20kHz。當然，如對頻率補償電路的元件值進行適當的調整，也可進一步展寬測量范圍。

圖2-15所示電路是一種基本電路，可按需要根據圖中的倍率自行擴充測量范圍。測量內阻也可以提高，可采用更高轉換速率的運算放大器，同時調整頻率補償電路中元件的數值，以滿足要求。