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1、下一页总目录 章目录返回上一页第第六六章章 集成运算放大器集成运算放大器（模电）（模电）下一页总目录 章目录返回上一页第第六六章章 集成运算放大器集成运算放大器6.16.1 集成运算放大器的简单介绍集成运算放大器的简单介绍6.36.3 运算放大器在信号运算方面的应用运算放大器在信号运算方面的应用6.56.5 运算放大器在波形产生方面的应用运算放大器在波形产生方面的应用( (自学自学) )6.66.6 使用运算放大器应注意的几个问题使用运算放大器应注意的几个问题6.46.4 运算放大器在信号处理方面的运算放大器在信号处理方面的应用应用6.26.2 放放大电路中的负反馈大电路中的负反馈下一页总目录
2、 章目录返回上一页1.1. 了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。2.2. 理解运算放大器的电压传输特性，并掌握其基理解运算放大器的电压传输特性，并掌握其基 本分析方法。本分析方法。 3. 3. 熟悉反馈基本概念熟悉反馈基本概念 反馈方框图，掌握反馈基反馈方框图，掌握反馈基 本类型判别。本类型判别。 4. 4. 掌握负反馈对放大器性能的影响掌握负反馈对放大器性能的影响 理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积 分等运算电路的工作原理，分等运算电路的工作原理， 理解电压比较器的工作原理和应用。理解电压比较器的工作原
3、理和应用。对你的期望对你的期望第第六六章章 集成运算放大器集成运算放大器下一页总目录 章目录返回上一页集成电路:它是用一定的生产工艺把晶体管、场 效应管、二极管、电阻、电容、以及 它们之间的连线所组成的整个电路集 成在一块半导体基片上，封装在一个 管壳内，构成一个完整的、具有一定 功能的器件，也称为固体器件固体器件优 点：工作稳定、使用方便、体积小、重量 轻、功耗小，实现了元件、电路和系 统的三结合下一页总目录 章目录返回上一页集成电路中元器件的特点1. 单个的精度不是很高,但由于是在同一硅片 上、用相同工艺生产出来的，性能比较一致2.元器件相互离得很近,温度特性较一致3.电阻一般在几十欧至几
4、十千欧、太高或太低 都不易制造 4.电感难于制造,电容一般不超过200pF,大电容 不易制造下一页总目录 章目录返回上一页第第六六章章 集成运算放大器集成运算放大器6.16.1 集成运算放大器的简单介绍集成运算放大器的简单介绍6.36.3 运算放大器在信号运算方面的应用运算放大器在信号运算方面的应用6.56.5 运算放大器在波形产生方面的应用运算放大器在波形产生方面的应用( (自学自学) )6.66.6 使用运算放大器应注意的几个问题使用运算放大器应注意的几个问题6.46.4 运算放大器在信号处理方面的运算放大器在信号处理方面的应用应用6.26.2 放放大电路中的负反馈大电路中的负反馈下一页总
5、目录 章目录返回上一页6.1.1集成运算放大器的组成及特点集成运算放大器：是一种高放大倍数、高输入 电阻、低输出电阻的直接耦 合放大电路电路方框图中间级输入级输出级偏置电路尽量减小零点漂移,尽量提高 KCMRR , 输入阻抗 ri尽可能大中间级应有足够大的电压放大倍数输出级主要提高带负载能力，给出足够的输出电流io ，输出阻抗 ro小。返回目录电 路下一页总目录 章目录返回上一页运放符号：uu+uoA0uu+uoA0uu+uouo +Auou+u。 。+UCCUEE运放的符号下一页总目录 章目录返回上一页ri 高:105 1011运放的特点：理想运放：ri KCMRR很大KCMRR ro 小：
6、几十 几百ro 0A o 很大:104以上 107Ao 运放的特点返回目录下一页总目录 章目录返回上一页6.1.2 主要参数 1. 最大输出电压 UOPP能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。 2. 开环差模电压增益 Auo运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。 Auo愈 高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。6. 共模输入电压范围 UICM运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值， 运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。愈小愈好愈小愈好3. 输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流 IIO 5. 输入偏置电流 IIB下一页总目录 章目录返回上一页6.1.3 6.1.3 理
7、想运算放大器及其分析依据理想运算放大器及其分析依据1. 理想运算放大器 Auo ， rid ， ro 0 ， KCMRR 2. 电压传输特性 uo= f (ui)线性区： uo = Auo(u+ u)非线性区： u+ u 时， uo = +Uo(sat) u+ u 时， uo = + Uo(sat) u+ Ube， rif 提高。1）串联负反馈无负反馈时：有负反馈时：uiubeib+ uf+使电路的输入电阻提高下一页总目录 章目录返回上一页if无负反馈时：有负反馈时：在同样的Ube下，Ii= Ib + If Ib， rif 降低。后一页前一页返回2）并联负反馈使电路的输入电阻降低iiibube
8、+下一页总目录 章目录返回上一页电压负反馈具有稳定输出电压的作用， 即有恒压输出特性，故输出电阻降低。电流负反馈具有稳定输出电流的作用， 即有恒流输出特性，故输出电阻提高。3）电压负反馈使电路的输出电阻降低4）电流负反馈使电路的输出电阻提高下一页总目录 章目录返回上一页（4 4） 扩展频带扩展频带放大电路加入负反馈后增益下降，但通频带却加宽了。无反馈时放大器的通频带： fbw= f HfL f H有反馈时放大器的通频带： fbwf= f HffLf f Hf下一页总目录 章目录返回上一页 要稳定直流量 引直流负反馈 改善交流性能 引交流负反馈要稳定输出电压 （减小输出电阻）引电压负反馈要稳定输
9、出电流（增加输出电阻）引电流负反馈要增大输入电阻引串联负反馈要减小输入电阻引并联负反馈. . . 为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则：输 出 端输 入 端下一页总目录 章目录返回上一页例. 为稳定输出电压、增加输入电阻，应用引入何种类型反馈？在图中连线。解：解： 电压串联负反馈下一页总目录 章目录返回上一页第第六六章章 集成运算放大器集成运算放大器6.16.1 集成运算放大器的简单介绍集成运算放大器的简单介绍6.36.3 运算放大器在信号运算方面的应用运算放大器在信号运算方面的应用6.56.5 运算放大器在波形产生方面的应用运算放大器在波形产生方面的应用( (自学自学
10、) )6.66.6 使用运算放大器应注意的几个问题使用运算放大器应注意的几个问题6.46.4 运算放大器在信号处理方面的运算放大器在信号处理方面的应用应用6.26.2 放放大电路中的负反馈大电路中的负反馈下一页总目录 章目录返回上一页6.36.3运算放大器在信号运算方面的运用运算放大器在信号运算方面的运用6.3.1 6.3.1 比比 例例 运运 算算6.3.2 6.3.2 加加 法法 运运 算算6.3.3 6.3.3 减减 法法 运运 算算6.3.4 6.3.4 积积 分分 运运 算算6.3.5 6.3.5 微微 分分 运运 算算下一页总目录 章目录返回上一页6.3.16.3.1 比例运算比例
11、运算 1 1. . 反相比例运算反相比例运算 （1）电路组成以后如不加说明，输入 、输出的另一端均为地 ()。（2）电压放大倍数因虚短, 所以u=u+= 0， 称反相输入端“虚地” 反相输入的重要特点因虚断，i+= i = 0 ， ifi1ii+uoRFui R2R1 +所以 i1 if 因要求静态时u+、 u 对 地电阻相同， 所以平衡电阻 R2 = R1 / RFu- u+下一页总目录 章目录返回上一页（3）输入电阻uoRFui R2R1 +ifi1ii+ 输入电阻小；输入电阻小； 虚地，无共模信号输入。虚地，无共模信号输入。（4）特点?问题? 1 运放饱和电压对电路工作有无影响？2 已知
12、运放的Vsat=10V，Rf=100K、 R1=10K. 若VI=-0.1V，输出电压为多少？若VI=1.5V，输出电压?为保证不失真放大，电路的最大输入电压为多少？下一页总目录 章目录返回上一页例：电路如下图所示，已知 R1= 10 k ，RF = 50 k 。 求：1. Auf 、R2 ；2. 若 R1不变，要求Auf为 10，则RF 、 R2 应为 多少？解：1. Auf = RF R1 = 50 10 = 5 R2 = R1 RF =10 50 (10+50) = 8.3 k 2. 因 Auf = RF / R1 = RF 10 = 10 故得 RF = Auf R1 = (10) 1
13、0 =100 kR2 = 10 100 (10 +100) = 9. 1 kuoRFui R2R1 +下一页总目录 章目录返回上一页2. 2. 同相比例运算同相比例运算因虚断，所以u+ = ui （1）电路组成（2）电压放大倍数uoRFuiR2R1+因虚短，所以 u = ui ， 反相输入端不“虚地” 因要求静态时u+、u对地 电阻相同， 所以平衡电阻R2=R1/RFu+uR下一页总目录 章目录返回上一页2. 2. 同相比例运算同相比例运算电压放大倍数电压放大倍数因因虚短，所以虚短，所以 u u = = u ui i， 反相输入端不反相输入端不“ “虚地虚地” ” uoRFuiR2R1+?问题
14、? 1 运放饱和电压对电路工作有无影响？2 已知运放的Vsat=10V，Rf=100K、 R1=10K， 若vi= -0.1V，输出电压为多少？若vi= +1V， 输出电压为多少？为保证不失真放大，电路的最大输入电压为多少？下一页总目录 章目录返回上一页当 R1= 或 RF = 0 时， uo = ui ， Auf = 1，称电压跟随器。uoRFuiR2R1+由运放构成的电压跟随器输入电阻高、输出电阻低，其跟随性能比射极输出器更好。uo ui+左图是一电压跟随器左图是一电压跟随器 ，电源经两个电阻分压后，电源经两个电阻分压后 加在电压跟随器的输入端加在电压跟随器的输入端 ，当负载，当负载R R
15、L L变化时，其两变化时，其两 端电压端电压 u uo o不会随之变化不会随之变化。uo+15kRL15k+15V7.5k例：下一页总目录 章目录返回上一页例：图中同相比例运算电路，求：需要帮忙吗？ 点击我会有新 发现。返回目录下一页总目录 章目录返回上一页解：此电路为同相比例运算电路，于是式中的是指加在同相输入端的输入电压返回返回目录下一页总目录 章目录返回上一页负载电流的大小负载电流的大小 与负载无关。与负载无关。例例2 2：负载浮地的电压负载浮地的电压- -电流的转换电路电流的转换电路1. 1. 能测量较小的电压；能测量较小的电压； 2. 2. 输入电阻高，对被输入电阻高，对被测电路影响小。测电路影响小。流过电流表的电流流过电流表的电流I IGGU Ux xR R2 2R R1 1+ + + + +
