转换器和其他运放电路(恒流源+电压-电流/电流-电压转换器+峰值检测器)+故障检测(比较器故障+求和器故障)
2024-9-3，星期二，7:20，天气：阴转多云，心情：目前晴。又是上班的一天，没啥说的，加油上班，加油学习。
今天完成了第八章的学习，主要学习内容为：转换器和其他运放电路(恒流源+电压-电流/电流-电压转换器+峰值检测器)+故障检测(比较器故障+求和器故障)。
一、基本运算放大器电路（续）
1. 转换器和其他运算放大器电路
（1）恒流源：当负载变化时，可以提供恒定不变电流的元器件称为恒流源，下图为一恒流源的基本电路，稳压源通过输入电阻Ri产生恒定的电流Ii，因为运算放大器虚短的特性(V- = V+ = 0V)，所以Ii 的值由VIN和Ri决定，即Ii = VIN / Ri。同理，因为运算放大器续断(I- = 0)的特性，导致所有Ii通过反馈支路流过RL，即Ii = IL = VIN / R，即使RL发生变化，只要VIN和Ri保持不变，IL就可以保持恒定。
（2）电流-电压转换器：I-V转换器可以将变化的输入电流转换成成正比的输出电压，基本电路如下图所示。几乎所有的电流Ii均流过反馈路径，所以Rf的电压降为IiRf，因为Rf的左端虚地(0V)，所以输出电压就等于Rf上的电压，该电压与Ii成正比。
该电路的一种特殊应用如下图所示，其中，光敏元件用于探测光强变化，当光强发生改变时，流过光敏元件的电流(Ii)就会发生变化，因为元件的电阻发生了变化，则输出电压与光强的关系为ΔVOUT = ΔIiRf。
（3）电压-电流转换器：V-I转换器如下图所示，其主要用于输出电流需要由输入电压控制的情况：忽略失调电压，运算放大器的反相和同相输入端电压都是VIN，因此，Rf上的电压等于VIN(虚短)，又因为反相输入端的电流可以忽略不计(虚断)，所以Rl上的电流与RL上相等，因此，RL = VIN / Rl。
（4）峰值检测器：运算放大器的另一个应用就是峰值检测器，如下图所示，此时，运算放大器相当于一个比较器，该电路的目的时检测输入电压的峰值，并将峰值电压存储在电容器上，例如，该电路可以用于检测和存储浪涌电压的最大值，并在输出端用电压表进行记录。
具体工作原理如下：当正电压通过同相输入端输入时，运算放大器的高电平输出使二极管正向偏置导通并向电容器充电，直至电容器两端电压与输出电压相等，因为运放的反相输入端电压为0V(虚短)，所以此时运算放大器的两个输入端电压相同，此时运算放大器输出低电平，二极管反向偏置，电容停止充电(此时达到Vin的峰值电压)，并将电压一直维持在这个值知道电荷完全释放，如果有更大的输入峰值，电容器将充电到这个新的峰值。
2. 故障检测
（1）比较电路中外部元件故障的征兆：假设有一个带有一对齐纳二极管的比较器，除运算放大器本身故障外，齐纳二极管或电阻也可能出现故障，假设一个齐纳二极管开路，则另一个齐纳二极管也无法正常工作，去掉了两个齐纳二极管的电路相当于一个无限幅比较器：
若有一个二极管短路，则输出电压仅在一个方向上被限制在齐纳电压上，至于哪个方向上的电压被限制则取决于哪个二极管工作，在另一个方向上，输出电压保持二极管的正向压降：
假设电阻R1和R2用于设置滞回比较器的LTP和UTP，现在假设R2开路，则基本上所有的输出电压均反馈到同相输入端，并且因为输入电压永远不会超过输出电压，所以电路一直处于其中一个饱和状态
假设R1断开，这使得同相输入端接近0电位，则电路像过零比较器一样工作：
（2）求和放大器中的元件故障：如果单位增益求和放大器中的一个输入电阻故障，则输出电压将小于输入全部接入使得电压正常值，即输出是剩余的输入电压的和；如果是非单位增益的求和放大器，输入电阻开路会使输出比各输入量乘以其对应增益的和要小。
