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1、第第2章章 集成运算放大电路集成运算放大电路第第1节节 集成运算放大器结构特点集成运算放大器结构特点 和理想运算放大器和理想运算放大器第第2节节 集成运算放大器的三种输入组态集成运算放大器的三种输入组态第第3节节 运算放大器的线性应用运算放大器的线性应用 第第4节节 集成运算放大器在算术运算电路集成运算放大器在算术运算电路 应用中需注意的问题应用中需注意的问题电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 主菜单回 退 前 进 最 后 返 回退 出 第2章 集成运算放大器开 始作 ？业 本章主要介绍集成运算放大器的构成本章主要介绍集成运算放大器的构成特点、伏安特性和主要参数，分析基本特点、伏安特
2、性和主要参数，分析基本运算电路的工作原理、分析方法和性能运算电路的工作原理、分析方法和性能指标以及集成运算放大器的一些典型的指标以及集成运算放大器的一些典型的线性应用。线性应用。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 集成电路是集成电路是20世纪世纪60年代初期发展起来年代初期发展起来的一种半导体器件。常见的集成电路的外形的一种半导体器件。常见的集成电路的外形有：双列直插式、圆壳式河扁平式，如图：有：双列直插式、圆壳式河扁平式，如图：主菜单回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出开 始 第2章 集成运算放大器电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 第2章 集成运算放大器集成运
3、算放大电路实物图。集成运算放大电路实物图。主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 作 ？业退 出电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 集成运算放大器中的单元电路包括输入级、集成运算放大器中的单元电路包括输入级、中间级、输出级和偏置电路四部分构成。中间级、输出级和偏置电路四部分构成。2.1.1集成运算放大器结构特点集成运算放大器结构特点 输入入级：差分放大器；：差分放大器； 中中间级：电压放大器；放大器； 输出出级：功率放大器；：功率放大器； 偏置偏置电路：采用恒流源路：采用恒流源电路。路。退 出作 ？业主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承课件电子技术基础
4、刘继承课件 电路结构方框图如图电路结构方框图如图2.1.1（a）；）；作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2.1.1集成运算放大器结构特点集成运算放大器结构特点电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 集成运算放大器集成运算放大器电路符号电路符号如图如图2.1.1 (b)。作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2.1.1集成运算放大器结构特点集成运算放大器结构特点电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回退 出 集成运算放大的器的一些特点与其制集成运算放大的器的一些特点与其制造工艺紧密相连，主要有以下几
5、点：造工艺紧密相连，主要有以下几点： 由于构成运放的元器件处在一个硅片上，由于构成运放的元器件处在一个硅片上，距离近，对称性好。适于构成差分放大电路，距离近，对称性好。适于构成差分放大电路，有效的抑制运算放大电路的零点漂移。有效的抑制运算放大电路的零点漂移。 作 ？业2.1.1集成运算放大器结构特点集成运算放大器结构特点 集成运放内部一般用恒流源提供各级集成运放内部一般用恒流源提供各级放大电路的直流偏置，或用于有源负载。放大电路的直流偏置，或用于有源负载。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 受集成电路体积的限制，电容和电感受集成电路体积的限制，电容和电感难于被集成，因此内部采用直接耦
6、合。电难于被集成，因此内部采用直接耦合。电容和电感必须用时大都采用外接的办法。容和电感必须用时大都采用外接的办法。作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2.1.1集成运算放大器结构特点集成运算放大器结构特点 由于集成运放具有很高的开环放大倍由于集成运放具有很高的开环放大倍数，线性应用时需要加入深度负反馈，构数，线性应用时需要加入深度负反馈，构成一个闭环放大电路。成一个闭环放大电路。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 图图2.1.2（a）为集成运算放大器的基）为集成运算放大器的基本电路，本电路，+U和和-U为直流电源，为直流电源，u1和和u2是是输入信号，输入信号，
7、uO是输出信号。由于通常只是输出信号。由于通常只关心电路的功能，所以直流电源通常并关心电路的功能，所以直流电源通常并不画出如图（不画出如图（b）所示。）所示。作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2.1.1集成运算放大器结构特点集成运算放大器结构特点电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2.1.1集成运算放大器结构特点集成运算放大器结构特点电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2.1.1集成运算放大器结构特点集成运算放大器结构特点电子技术基础刘继承
8、课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2.1.1集成运算放大器结构特点集成运算放大器结构特点图图2.1.3 集成运算放大器小信号模型集成运算放大器小信号模型电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 上图中，上图中，u i=u 1-u 2称为差模输入，称为差模输入，uO与与（u 1-u 2)的比值称为差模放大倍数，记作：的比值称为差模放大倍数，记作：Aud。 即：即： 信信号：号：u 1=u 2 称为共模信号；称为共模信号； u 1=-u 2称称为差模信号。一般情况，任意两个为差模信号。一般情况，任意两个信信号号u 1和和u 2可以写成共模分量可
9、以写成共模分量u iC和差模分量和差模分量u id的叠加。的叠加。作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2.1集成运算放大器结构特点集成运算放大器结构特点Audud=uo o_u 1 1-u 2 2电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 共模分量共模分量 u iC= 差模分量差模分量 u id=作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2.1.1集成运算放大器结构特点集成运算放大器结构特点_u 1 1+u 2 22u 1 1-u 2 22_即：即： u 1 1=u iC iC+u id id ; u 2 2 =u iC iC u id id电子技术基础
10、刘继承课件电子技术基础刘继承课件 集成运算放大器的性能指标在实际应用集成运算放大器的性能指标在实际应用中十分重要，直接关系到所组成的应用电中十分重要，直接关系到所组成的应用电路的性能。但在不同应用电路中各项指标路的性能。但在不同应用电路中各项指标有所侧重。有所侧重。作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2.1.2集成运算放大器的主要性能指标集成运算放大器的主要性能指标 一般可以把集成运算放大器的指标分一般可以把集成运算放大器的指标分为三类：直流指标、小信号指标和大信为三类：直流指标、小信号指标和大信号指标。见下表：号指标。见下表：电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件
11、表表2.1.1 集成运算放大器指标分类集成运算放大器指标分类作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2.1.2集成运算放大器的主要性能指标集成运算放大器的主要性能指标指标分类指标分类指标名称指标名称直流直流指标指标输入失调电压输入失调电压U UIOIO、输入失调电流、输入失调电流I IIOIO、输入偏置电流、输入偏置电流I II I输入失调电压温漂输入失调电压温漂U UIOIO/ /T T、输入失调电流温漂、输入失调电流温漂I IIOIO/ /T T小信号小信号指标指标开环电压放大倍数开环电压放大倍数A Auouo、差模输入电阻、差模输入电阻r ri di d、输出电阻、输出
12、电阻r ro o共模抑制比共模抑制比K KCMRCMR-3dB-3dB带宽带宽f fH H、单位增益带宽、单位增益带宽f fC C大信号大信号指标指标最大输出电压最大输出电压U Uoppopp、最大输出电流、最大输出电流I Iomaxomax最大差模输入电压最大差模输入电压U Uid(max)id(max)、最大共模输入电压、最大共模输入电压U UiC(max)iC(max)转换速率转换速率SRSR电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回主要性能指标的图示主要性能指标的图示IBNBN+I BP BPI IB IB=_22.1.2集成
13、运算放大器的主要性能指标集成运算放大器的主要性能指标电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回主要性能指标的图示主要性能指标的图示2.1.2集成运算放大器的主要性能指标集成运算放大器的主要性能指标电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.1.3 理想运算放大器理想运算放大器 由于运算放大器性能优良，将实际运由于运算放大器性能优良，将实际运放看成理想运放差别并不大。理想化后放看成理想运放差别并不大。理想化后对分析和应用都十分便利。对分析和应用都十分便利。 理想运放的理想化
14、指标：理想运放的理想化指标：1. 输入阻抗无限大：输入阻抗无限大：r id id=；2. 开环差模增益无限大：开环差模增益无限大：A ud ud=；3. 共模信号增益等于零共模信号增益等于零: A uc uc=0;4. 频带宽度无限大：频带宽度无限大：f h h=。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.1.3 理想运算放大器理想运算放大器由此可得理想运放等效模型，如图由此可得理想运放等效模型，如图2.1.8电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.1.3 理想
15、运算放大器理想运算放大器 由理想运放的理想参数，可得理想运放由理想运放的理想参数，可得理想运放的两个理想化条件：的两个理想化条件： 因为：因为：A uo uo=，所以：，所以：U+ +=U，称，称为“虚短虚短” ；因因为：r id id=， 所以：所以：i + += i ，称，称为“虚断虚断” 。 以上两个理想化条件，又称作以上两个理想化条件，又称作“强制零输强制零输入入”，是分析运算放大器线性应用的理论依，是分析运算放大器线性应用的理论依据。据。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2.1.3 理想运算放大器理想运算放大器 我们
16、可以通过动画演示理解一下理想我们可以通过动画演示理解一下理想运算放大器的工作特性。运算放大器的工作特性。理想运算放大器的工作特性理想运算放大器的工作特性电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 2.2 集成运算放大器的三种输入组态 集成运算放大器应用电路中集成运算放大器应用电路中, 根据信根据信号的输入端不同，可以分为反相输入、号的输入端不同，可以分为反相输入、同相输入和差分输入三种输入方式。同相输入和差分输入三种输入方式。作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 我们可
17、以通过动画演示理解一下反相我们可以通过动画演示理解一下反相比例电路。比例电路。反相比例电路反相比例电路 2.2.1 反相输入组态电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 2.2.1 反相输入组态 图图2.2.1 反相输入比例运算电路反相输入比例运算电路作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回反馈电阻反馈电阻平衡电阻平衡电阻输入回路电阻输入回路电阻RP P=R1 1/R F F电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.2.1 反相输入组态 根据根据“虚短虚短”和和“虚断虚断”两个理想化条两个理想化条件件,由图
18、由图2.2.1可得：可得：式中：式中：- R F F R 1 1为比例系数为比例系数;或称电压放大倍数或称电压放大倍数A uf uf。图图2.2.2 为电压传输特性。为电压传输特性。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.2.1 反相输入组态例例2.2.1 在高增益反相放大电路中为了避免在高增益反相放大电路中为了避免使用过大的电阻，常采用图使用过大的电阻，常采用图2.2.3所示电路。所示电路。(1)导出输出电压导出输出电压u o o与输入电压与输入电压u i i的关系；的关系；(2)若若R 1 1=1M,R 2 2= R 4
19、4 = 500K,R 3 3=2K，电压增益增益为多大？多大？此电路相当于接多大的单此电路相当于接多大的单反馈电阻反馈电阻R F F？(3)R P P应如何选取？应如何选取？电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.2.1 反相输入组态电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 我们可以通过动画演示理解一下同相我们可以通过动画演示理解一下同相比例电路。比例电路。同相比例电路同相比例电路 2.2.2 同相输入组态电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主
20、菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.2.2 同相输入组态 图图2.2.4 同相输入比例运算电路同相输入比例运算电路电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.2.2 同相输入组态 根据根据“虚短虚短”和和“虚断虚断”两个理想化条两个理想化条件件,由图由图2.2.4可得：可得：式中：式中：(1+ R F F R 1 1)为比例系为比例系数数;或称电压放大倍数或称电压放大倍数A u f u f。图图2.2.7 为电压传输特性。为电压传输特性。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前
21、 进 最 后 返 回 2.2.2 同相输入组态 当比例系数（当比例系数（1+R F FR 1 1）中，）中，R F F=0或或R 1 1=时，即时，即R F F R 1 1=0时时, u o o=u i i；电路称为电路称为电压跟随器电压跟随器。如图。如图2.2.5所示。所示。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 同相输入与反相输入组态相比较电路同相输入与反相输入组态相比较电路特点有：特点有： 同相输入比反相输入组态同相输入比反相输入组态输入电阻输入电阻大大；对放大有利。；对放大有利。作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.2.2 同相输入组态 同相输入同相输入
22、比反相输入组态比反相输入组态共模分量共模分量也大也大；对放大不利。；对放大不利。 同相输入组态，输出与输入信号符同相输入组态，输出与输入信号符号相同；反相输入组态，输出与输入信号相同；反相输入组态，输出与输入信号符号相反。号符号相反。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.2.2 同相输入组态例例2.2.2 理想集成运算放大器构成图理想集成运算放大器构成图2.2.8所所示电路，若示电路，若R 1 1= R 2 2=100k， R 3 3=50k, R 4 4=200k。 (1)写出写出u o o与与u i i的表达式；的表达式
23、； (2)求出平衡电阻求出平衡电阻R p1 p1和和R p2 p2的值。的值。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件例例2.2.3 同相输入比例放大器如下图，同相输入比例放大器如下图，已知已知R 1=R 3=10k， R 2=R 4=100k;试求试求:输出电压输出电压u o=?作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.2.2 同相输入组态解：解：电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 我们可以通过动画演示理解一下差分我们可以通过动画演示理解一下差分比例电路。比例电路。差分比例电路差分比例电路 2.2.
24、3 差分输入组态电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.2.3 差分输入组态 当两个信号分别从两个输入端输入时，当两个信号分别从两个输入端输入时，构成差分输入组态，如图构成差分输入组态，如图2.2.9所示。所示。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.2.3 差分输入组态 分析差分输入电路时，可利用线性电路叠分析差分输入电路时，可利用线性电路叠加原理，分别求出反相输入和同相输入时输加原理，分别求出反相输入和同相输入时输出电压，然后进行叠加即可求出结果。出电压，
25、然后进行叠加即可求出结果。 在图在图2.2.9电路中电路中u i1 i1作用时作用时(u i2 i2=0) :u i2 i2作用时作用时(u i1 i1=0):u i1 i1与与u i2 i2共同作用：共同作用：电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.2.3 差分输入组态 为了保证集成运算放大器两个输入端对为了保证集成运算放大器两个输入端对地的电阻平衡，同时为了避免降低共模抑地的电阻平衡，同时为了避免降低共模抑制比，在图制比，在图2.2.9电路中通常要求：电路中通常要求：代入上式得：代入上式得：电子技术基础刘继承课件电子技术基
26、础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.2.3 差分输入组态 图图2.2.10是一个性能比较优越的差分放大是一个性能比较优越的差分放大电路，常用于仪表放大器。电路，常用于仪表放大器。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 2.3集成运算放大器的应用举例 集成运算放大器应用十分广泛，可分为集成运算放大器应用十分广泛，可分为线性应用线性应用和和非线性应用非线性应用两类。本节主要介两类。本节主要介绍运算放大器在信号运算方面的应用，属绍运算放大器在信号运算方面的应用，属于线性应用的范畴。于线性应用的范畴。作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返
27、回 在此再次强调，线性应用的分析特点：在此再次强调，线性应用的分析特点：“虚短虚短”和和“虚断虚断”，是分析信号运算电，是分析信号运算电路的理论依据。路的理论依据。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .1 加法和减法运算电路 1. 反相求和电路反相求和电路 我们可以通过动画演示理解一下反相我们可以通过动画演示理解一下反相求和电路。求和电路。反相求和电路反相求和电路电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .1 加法和减法运算电路图图2.3.1 所示电
28、路为反相求和电路。所示电路为反相求和电路。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .1 加法和减法运算电路 当当R 1 1=R 2 2=R 3 3=R F F时：时： 平衡电阻：平衡电阻：在上式中在上式中电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .1 加法和减法运算电路2. 同相求和电路同相求和电路 我们可以通过动画演示理解一下同相我们可以通过动画演示理解一下同相求和电路。求和电路。同相求和电路同相求和电路电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作
29、？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .1 加法和减法运算电路图图2.3.2所示电路为反相求和电路。所示电路为反相求和电路。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .1 加法和减法运算电路在上式中在上式中R P P=R 1 1/R 2 2/R 3 3/R 4 4 为同相输入端对地总电阻。为同相输入端对地总电阻。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .1 加法和减法运算电路且：且：考虑到直流电阻平衡条件：考虑到直流电阻平衡条件
30、：R P P=R N N且将反相电阻且将反相电阻 R N N=R 0 0/R F F，代入上式，代入上式:电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .1 加法和减法运算电路当当R 1 1=R 2 2=R 3 3=R F F时，有时，有注意：上式成立必须满足注意：上式成立必须满足R N N=R P P。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .1 加法和减法运算电路3. 加、减混合运算电路加、减混合运算电路图图2.3.3所示电路为加、减混合电路。所示电路为
31、加、减混合电路。 考虑到运放共模考虑到运放共模抑制比的要求，电抑制比的要求，电路应满足平衡条件路应满足平衡条件 R P P=R N N，即：，即：电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .1 加法和减法运算电路 依据线性电路叠加原理，考虑到同相依据线性电路叠加原理，考虑到同相输入和反相输入公式，可得输入和反相输入公式，可得电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .1 加法和减法运算电路 例例2.3.1 试用一只集成运算放大器和若试用一只集成运算放大器和
32、若干电阻设计一个电路能进行如下运算：干电阻设计一个电路能进行如下运算：限定所用最大电阻的阻值为限定所用最大电阻的阻值为120k。解：该算式是加减混合运算，解：该算式是加减混合运算，u I1 I1和和u I3 I3为为正向求和正向求和，可，可采用同相输入采用同相输入； u I2 I2和和u I4 I4为为反向求和反向求和，可，可采用反相输入采用反相输入。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .1 加法和减法运算电路 若各电阻编号若各电阻编号与输入电压编号与输入电压编号相同，则可画出相同，则可画出设计电路，如图设计电路，如图
33、2.3.4。 根据式（根据式（2.3.5）有：）有：电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .1 加法和减法运算电路 根据题意有：根据题意有：其中其中R F的阻值最大，即的阻值最大，即由电阻平衡公式由电阻平衡公式可得：可得：电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .2 积分电路和微分电路 我们可以通过动画演示理解一下反相我们可以通过动画演示理解一下反相积分微分电路。积分微分电路。反相积分微分电路反相积分微分电路电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课
34、件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .2 积分电路和微分电路 1. 积分电路积分电路 把反相输入方式电路中的反馈电阻改把反相输入方式电路中的反馈电阻改用电容用电容C取代，即可构成基本积分电路，取代，即可构成基本积分电路，如图如图2.3.8 (a)所示。所示。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .2 积分电路和微分电路 当运放工作于线性放大状态时，电路当运放工作于线性放大状态时，电路满足：满足：U+=U- ，I+=I -=0的条件，所以的条件，所以 设初始条件为设初始条件为uOO(0 )
35、=0,于是运放的输于是运放的输出电压出电压uOO将与输入电压将与输入电压ui i 成积分关系。成积分关系。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .2 积分电路和微分电路图图2.3.10为反相积分电路的阶跃响应。为反相积分电路的阶跃响应。 RC t p p意味着充意味着充放电时间很慢，电容放电时间很慢，电容充电未结束，输入便充电未结束，输入便翻转，运放始终工作翻转，运放始终工作在线性区。在线性区。 积分电路可以很方积分电路可以很方便地将矩形波转换为便地将矩形波转换为三角波。三角波。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课
36、件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .2 积分电路和微分电路 2. 微分电路微分电路 如果将图如果将图2.3.8 (a)所示的基本积分运所示的基本积分运算电路中元件算电路中元件R和和C的位置互易，使可的位置互易，使可构成基本微分运算电路，如图构成基本微分运算电路，如图2.3.12所所示。示。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .2 积分电路和微分电路 2. 微分电路微分电路电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .
37、2 积分电路和微分电路 利用理想条件下的近似关系：利用理想条件下的近似关系： 可得：可得：电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .2 积分电路和微分电路图图2.3.13为微分电路的阶跃响应。为微分电路的阶跃响应。 在在阶阶跃跃信信号号ui i作作用用下下，uo o在在ui i发发生生突突变变时时，将将出出现现尖尖脉脉冲冲电电压压，尖尖脉脉冲冲的的幅幅度度与与RC的的大大小小和和ui i的的变变化化速速率率有有关关，但但最最大大值值受受运运放放输输出出饱饱和和电电压压+Uomom和和-Uomom的限制。的限制。电子技术基础
38、刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .2 积分电路和微分电路 图图2.3.16是在自动控制系统中经常被采是在自动控制系统中经常被采用的比例用的比例-积分积分-微分调节器。微分调节器。 电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回 2.3 .2 积分电路和微分电路 它的传递函数为：它的传递函数为：= 比例运算比例运算比例运算比例运算微分运算微分运算积分运算积分运算电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件 2.4 集成运算放大器在算术 运算电路应用中需注意的问题作 ？业退
39、出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回2.4.1 2.4.1 选择和熟悉组件选择和熟悉组件选择和熟悉组件选择和熟悉组件 可通过查阅手册熟悉集成运放。可通过查阅手册熟悉集成运放。可通过查阅手册熟悉集成运放。可通过查阅手册熟悉集成运放。2.4.2 2.4.2 改善集成运算放大器性能的方法改善集成运算放大器性能的方法改善集成运算放大器性能的方法改善集成运算放大器性能的方法 有时候集成运放性能不良，可采用一些有时候集成运放性能不良，可采用一些有时候集成运放性能不良，可采用一些有时候集成运放性能不良，可采用一些补偿措施加以改善。补偿措施加以改善。补偿措施加以改善。补偿措施加以改善。2.4.3 2.4.3 保护措施保护措施保护措施保护措施 在输入信号未知，或在实验中应该加入在输入信号未知，或在实验中应该加入在输入信号未知，或在实验中应该加入在输入信号未知，或在实验中应该加入保护。保护。保护。保护。电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件本章作业本章作业第第2章章 集成运算放大电路集成运算放大电路2.1、2.2、2.3、2.5、2.7、2.9、2.10实验预习实验预习2.11、2.12电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件结束END 第2章 绪论作 ？业退 出主菜单开 始 回 退 前 进 最 后 返 回电子技术基础刘继承课件电子技术基础刘继承课件
