2.3 單運(yùn)算放大器的識(shí)圖與應(yīng)用

單運(yùn)算放大集成電路簡(jiǎn)稱(chēng)單運(yùn)算放大器，是指集成電路芯片內(nèi)僅封裝有一只運(yùn)算放大器的情況。

2.3.1 單運(yùn)算放大器識(shí)圖與應(yīng)用指導(dǎo)

單運(yùn)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(lèi)。

1. 金屬圓殼封裝的單運(yùn)算放大器

金屬圓殼單封裝的單運(yùn)算放大器引腳排列如圖2-11（a）與圖2-11（b）所示，采用國(guó)際上通用的俯視排列（逆時(shí)針排列）；也就是從頂部往下看，由定位標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的管腳按逆時(shí)針?lè)较驍?shù)。

（1）常見(jiàn)型號(hào)

金屬圓殼封裝的單運(yùn)算放大器集成電路常見(jiàn)型號(hào)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(yùn)算放大器型號(hào)；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(shù)的單運(yùn)算放大器型號(hào)；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(shù)的單運(yùn)算放大器的型號(hào)。

（2）引腳功能

金屬圓殼封裝的單運(yùn)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(yùn)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(diào)零電位器的連接方式

金屬圓殼單運(yùn)算放大器采用圖2-11（a）所示封裝方式調(diào)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(diào)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(yùn)算放大器

雙列式封裝單運(yùn)算放大器引腳排列如圖2-13（a）所示，采用國(guó)標(biāo)上通用的俯視排列（逆時(shí)針排列），也是從頂部往下看，由定位標(biāo)記（小黑圓點(diǎn)）所對(duì)應(yīng)的管腳為引腳①，然后按逆時(shí)針?lè)较驍?shù)。

（1）常見(jiàn)型號(hào)

雙列式8腳封裝單運(yùn)算放大器集成電路常見(jiàn)型號(hào)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(yùn)算放大器型號(hào)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(yùn)算放大器集成電路型號(hào)的引腳功能與表2-5中的相同。

2.3.2 集成運(yùn)算放大器在調(diào)溫恒溫自動(dòng)控制電路中的應(yīng)用與識(shí)圖

圖2-14所示是由運(yùn)算放大器TL091P構(gòu)成的調(diào)溫恒溫自動(dòng)控制應(yīng)用電路。該電路可以自動(dòng)對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)整，并可對(duì)溫度進(jìn)行恒定，由該電路構(gòu)成的調(diào)溫恒溫電烙鐵，可以在電烙鐵拿起時(shí)進(jìn)入加熱狀態(tài)，將電烙鐵放到電烙鐵架上時(shí)自動(dòng)進(jìn)行恒溫。

1. 識(shí)圖指導(dǎo)

圖2-14所示電路主要由IC1、Rt、IC2、RG、KR等組成。其中，IC1的型號(hào)為T(mén)L091P，是一塊單運(yùn)算放大器；Rt的型號(hào)為T(mén)―413，是一只高溫型硅熱敏電阻器，其最高測(cè)溫可達(dá)300℃，可在電烙鐵的根部檢測(cè)電烙鐵的溫度；IC2的型號(hào)為W7806，是一只穩(wěn)壓值為6V的三端固定穩(wěn)壓集成電路，用于將10V左右的直流電壓穩(wěn)壓為6V后為溫度檢測(cè)電路提供工作電源，以使溫度檢測(cè)電路工作穩(wěn)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(hào)為DSS41A05BR，它的線(xiàn)圈電阻值約為5.1k?左右。

干簧繼電器KR的常開(kāi)觸點(diǎn)用于控制插座上所插負(fù)載的供電通斷，而干簧繼電器KR線(xiàn)圈中電流的通斷則受VT1管的控制，VT1管的工作狀態(tài)則受兩方面電路的控制，一路為光敏電阻器，當(dāng)光敏電阻器受光時(shí)，VT1管截止，不受光時(shí)VT1即可受另一路信號(hào)的控制。此時(shí)，如IC1⑥腳輸出高電平，VT1即可導(dǎo)通，而IC1的狀態(tài)則受熱敏電阻傳感器Rt檢測(cè)到的溫度控制。

2. 工作原理

圖2-14所示電路主要由測(cè)溫電橋，電壓比較器，驅(qū)動(dòng)控制電路，保溫電路及電源電路4個(gè)單元電路構(gòu)成。

（1）電源電路

220V交流電壓經(jīng)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(qū)動(dòng)電路（VT1）提供工作電源，另一路又經(jīng)IC2穩(wěn)壓成6V后，為溫度檢測(cè)電路提供工作電源。

（2）比較電路

測(cè)溫比較電路由IC1及其外圍有關(guān)元件構(gòu)成。IC1的③腳為基準(zhǔn)電壓輸入端，該電壓是由R2與RP1將6V電壓分壓后得到的，調(diào)整RP1的值，可以改變基準(zhǔn)電壓值，使檢測(cè)的溫度發(fā)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(huì)隨所測(cè)溫度的高低而改變，故②腳上的電壓是變化的。

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

（3）驅(qū)動(dòng)電路

驅(qū)動(dòng)電路由VT1、KR干簧繼電器等組成。當(dāng)Rt檢測(cè)到的溫度低于設(shè)定值時(shí)，IC1⑥腳輸出的高電平信號(hào)經(jīng)R5、RG分壓后加到VT1管的基極，此時(shí)如RG被隔離無(wú)光照射時(shí)，則VT1導(dǎo)通，C3正極上的約10V電壓就會(huì)經(jīng)VT1與LED1加到干簧繼電器KR線(xiàn)圈上，使其得電吸合，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合后，從而就接通了插在XS1插座內(nèi)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(gòu)成的。該傳感器設(shè)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(shí)使光敏電阻器RG受光來(lái)控制保溫的。

① 當(dāng)手握電烙鐵使用時(shí)，RG照射光被遮住，其電阻值大于1M?，VT1導(dǎo)通，其工作過(guò)程如上所述。

② 當(dāng)電烙鐵擱在烙鐵架上時(shí)，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(jīng)R5、RG分壓后的電壓不能使VT1導(dǎo)通，故LED1熄滅，KR繼電器線(xiàn)圈斷電，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，但此時(shí)由于二極管VD4對(duì)市電的半波整流得到的電壓仍加在插座上，這種半導(dǎo)通狀態(tài)則不會(huì)導(dǎo)致電烙鐵產(chǎn)生過(guò)高的溫度而燒死，使電路仍處于一種恒溫狀態(tài)，以便再次使用電烙鐵時(shí)，可在較短的時(shí)間內(nèi)就可使電烙鐵從恒溫狀態(tài)恢復(fù)到加熱狀態(tài)，從而保證了電烙鐵的迅速升溫。

2.3.3 集成運(yùn)算放大器在交流毫伏表電路中的應(yīng)用與識(shí)圖

圖2-15所示是由運(yùn)算放大器CA314OT構(gòu)成的交流毫伏表電路。該電路可進(jìn)行0.03～18V之間電壓的測(cè)量，由擋位開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，使用很方便，可制成毫伏表產(chǎn)品，或應(yīng)用于電子儀表電路中。

1. 識(shí)圖指導(dǎo)

圖2-15所示電路主要由IC1、B1、SA1、RP1為核心構(gòu)成。其中，IC1的型號(hào)為CA314OT，是一塊單運(yùn)算放大器，其轉(zhuǎn)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(shí)際測(cè)量?jī)?nèi)阻為10k/V；SA1是一只單刀六擲波段開(kāi)關(guān)；RP1是一只電阻值為5.1k?的可調(diào)電阻器，用于進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整。

2. 工作原理

測(cè)試信號(hào)由檢測(cè)表筆引入表內(nèi)后，經(jīng)C1、C2、C3電容串并聯(lián)耦合，由SA1波段開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換后，由相應(yīng)擋的倍率電阻器加到IC1的同相信號(hào)輸入端③腳，同時(shí)，倍率電阻器引入的信號(hào)還經(jīng)VD1、VD2、R9、R8、C5、C4處理后加到IC1的反相信號(hào)輸入端②腳，經(jīng)IC1處理后的信號(hào)從⑥腳輸出，最終由毫安表表頭顯示出相應(yīng)的交流電壓。該電壓可測(cè)到0.03V以下。

在圖2-15所示電路中，由于采用了高性能的運(yùn)算放大器CA314OT，即使測(cè)量頻率為2000Hz的電壓，經(jīng)頻率補(bǔ)償后，輸入180mV電壓，從25Hz～16kHz范圍的線(xiàn)性基本平直，但大于20kHz的頻率以后，線(xiàn)性度會(huì)有所下降。

在毫伏表的檢測(cè)輸入端加接了串、并聯(lián)耦合電容器C1～C3以后，以便在測(cè)量交流電壓時(shí)，防止電路中的直流電壓對(duì)交流電壓讀數(shù)的影響。

該毫伏表的各電壓擋采用獨(dú)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(diào)電阻器串聯(lián)，這樣可以不用去挑選高精度的電阻器，調(diào)試也十分方便。

制作提示：

圖2-15所示電路中的R9、C4、C5構(gòu)成了頻率補(bǔ)償電路。該電路對(duì)展寬測(cè)量的頻率范圍很有效。如果只用毫伏表測(cè)量音頻信號(hào)，只要調(diào)整到20Hz～20kHz。當(dāng)然，如對(duì)頻率補(bǔ)償電路的元件值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，也可進(jìn)一步展寬測(cè)量范圍。

圖2-15所示電路是一種基本電路，可按需要根據(jù)圖中的倍率自行擴(kuò)充測(cè)量范圍。測(cè)量?jī)?nèi)阻也可以提高，可采用更高轉(zhuǎn)換速率的運(yùn)算放大器，同時(shí)調(diào)整頻率補(bǔ)償電路中元件的數(shù)值，以滿(mǎn)足要求。