集成运算放大器的特殊应用

集成运算放大器UA741、TL082、NE5532、RC4558、LM358、LM324等是读者比较熟悉的几种通用运算放大器，本文介绍几种特殊的使用方法。

图1和图2是两种不同形式的具有记忆功能的电路，运放的同相端作输入控制端（IN端），经R3与输出端V\(_{O}\)相连，反相端通过R1与R2分别接V+及地。分压电阻R1=R2，R3可视实际需要而定，也可和R1或R2相等，C1取0.47～2.2μF。在图1中，由于C1跨接于输入端与地之间，在起始状态（IN端悬空，下同）输出端V\(_{0}\)为低电平。当IN端输入一个大于1/2V+的高电平信号时，V\(_{0}\)端输出高电平。去掉控制信号（IN悬空，下同）后，由于R3的反馈作用，V\(_{0}\)仍保持高电平不变；将IN端接低电平或地，电路才能翻转，V\(_{0}\)输出才变为低电平。此时，IN端信号消失或与地分离后，电路输出仍然保持低电平不变，这就实现了双向记忆功能。

图2电路由于C1接在V+与输入端IN之间，电路起始状态为输出高电平，当IN端输入一个低电平信号或接地时，输出端V\(_{0}\)由高电平变为低电平，去掉信号或与地分离后，仍能保持低电平不变，必须在IN端输入一个大于1/2V+的高电平信号，电路才能再次翻转，V\(_{0}\)输出高电平，实现了双向记忆。

以上两种电路，可用于液位上、下限制，双限行程控制及非持续触发信号的触发控制电路。

图3是一个双端触发单端输出的电路，运放的同相端等效于触发器的置位端T\(_{S}\)，反相端相当于复位端T\(_{R}\)，输出相当于Q端，R1=R2=R3=R4≤R5。在初始状态时，R5与R\(_{L}\)串联、同R4并联，再与R3形成分压电路，为TS端提供一个低于1/2V+的电位，R1与R2形成分压电路，为TR端提供一个1/2V+的电位。由于T\(_{R}\)端电位高于T\(_{S}\)端，电路处于复位状态，Q端为低电平。当T\(_{S}\)端输入高电平（>1/2V+）时，Q端为高电平；T\(_{R}\)端输入高电平，Q端为低电平。触发灵敏度T\(_{R}\)优于T\(_{S}\)，所以电路具有触发器的功能。本电路也可用于两路信号交互控制电路及双限行程控制。

图4是运放构成的脉冲展宽电路的原理图和输入输出关系示意图，R1与R2的阻值视IN信号强弱而定，即V\(_{IN}\)/V+=R2/R1，R3和C1的大小对展宽时间（t‘\(_{1}\)-t\(_{1}\)）有直接关系，R3·C1大，展宽时间长，R3·C1小，展宽时间短。当IN端输入一个矩形脉冲时，V\(_{0}\)便输出一个加宽了的正向矩形脉冲，脉冲展宽度（t’\(_{1}\)-t\(_{1}\)）与R3·C1成正相关。本电路可用于光电计件计数电路检测脉冲的加宽，以保证对执行元件的可靠驱动。

在图4的基础上增加一个电阻R4便构成了图5所示的脉冲移位电路，IN端输入的矩形脉冲波将被延时输出，达到输出信号比输入信号滞后的目的，脉冲的前沿延时（t‘\(_{0}\)-t\(_{0}\)）与R4·C1成正相关，脉冲后沿延时（t’\(_{1}\)-t\(_{1}\)）与R3·C1成正相关。R1与R2的值与IN信号电压V\(_{IN}\)有关，即V\(_{IN}\)/V+≥R2/R1，以V\(_{IN}\)/V+>R2/R1为宜。本电路可以用于信号延时处理电路。

图6是脉冲压缩电路原理图及输出输入关系示意图，R1与R2形成对脉冲幅值的分压，即R2/（R1+R2）·V\(_{IN}\)=V\(_{0}\)，同时，由于C1与R1对信号的积分延时，所以，输出脉冲波与输入脉冲波相比，幅度及宽度均被压缩了。可广泛用于脉冲处理电路中。

（董晓畅）