集成运放电路及振荡电路.pptx
集成运放的电路符号如图所示。它有两个输入端，标集成运放的电路符号如图所示。它有两个输入端，标“+”+”的输入端称为同相输入端，输入信号由此端输的输入端称为同相输入端，输入信号由此端输入时，输出信号与输入信号相位相同；标入时，输出信号与输入信号相位相同；标“”的输的输入端称为反相输入端，输入信号由此端输入时，输出入端称为反相输入端，输入信号由此端输入时，输出信号与输入信号相位相反。（双电源供电）信号与输入信号相位相反。（双电源供电）第1页/共28页集成运放的理想化参数：集成运放的理想化参数：A Adodo=、r ri id d=、r ro o=0=0、K KCMRCMR=、等、等非线性区（饱和区）非线性区（饱和区）非线性区分析依据：当i0，即时，oOM当i0，即时，oOM1.2 集成运算放大器的理想模型集成运算放大器的理想模型第2页/共28页线性区（放大区）线性区（放大区）线性区分析依据：（1）虚断：由rid=，得ii0，即理想运放两个输入端的输入电流为零。（2）虚短：由Ado=，得uu，即理想运放两个输入端的电位相等。若信号从反相输入端输入，而同相输入端接地，则uu=0，即反相输入端的电位为地电位，通常称为虚地。I+I-IfIi第3页/共28页1.3.1 1.3.1 反相输入比例运算电路反相输入比例运算电路闭环电压放大倍数为：图中电阻Rp称为平衡电阻，通常取 ，以保证其输入端的电阻平衡，从而提高差动电路的对称性。1.3 模拟运算电路第4页/共28页闭环电压放大倍数为：1.3.2 1.3.2 同同相输入比例运算电路相输入比例运算电路为了提高差动电路的对称性，平衡电阻 。第5页/共28页1.3.3 1.3.3 电压跟随器电压跟随器在上式，当Rf0时，UoUi输出电压与输入电压相同Ri，Ro0（阻抗变换）同相放大器电压跟随器第6页/共28页1.4.1 1.4.1 加法运算电路加法运算电路1.4 1.4 1.4 1.4 加法和减法运算电路加法和减法运算电路第7页/共28页1.4.2 1.4.2 减法减法运算电路运算电路第8页/共28页第9页/共28页思考1：计算下图的电压放大倍数。A1=1+2R2/R1 A2=R4/R3 A=A1A2I第10页/共28页A1=1+2R5/R4=7.667 A2=1+49.4k/51k=1.969 A=15.093第11页/共28页 比比较较器器是是将将一一个个模模拟拟电电压压信信号号与与一一个个基基准准电电压压相相比比较较的的电电路路。即即用来比较两个电压的大小，以输出电压的高电平或低电平表示两个输入电压的大小关系。常常用用的的幅幅度度比比较较电电路路有有电电压压幅幅度度比比较较器器、窗窗口口比比较较器器和和具具有有滞滞回回特特性性的的比比较较器器。这这些些比比较较器器的的阈阈值值是是固固定定的的，有有的的只只有有一一个个阈阈值值，有有的的具具有有两两个个阈值。阈值。阈值电压：阈值电压：将比较器的输出电压从一个电平翻转到将比较器的输出电压从一个电平翻转到另一个电平时的输入电压值。又称门限电压。另一个电平时的输入电压值。又称门限电压。1.5 1.5 1.5 1.5 比较器比较器第12页/共28页(1)(1)过零比较器和电压幅度比较器过零比较器和电压幅度比较器 过过 零零 电电 压压比比较较器器是是典典型型的的幅幅度度比比较较电电路路，它它的的电电路路图图和和传传输输特特性性曲曲线线如如图图14.01所示。所示。(a)(b)图图14.01 过零电压比较器过零电压比较器(a)电路图电路图(b)传输特性曲线传输特性曲线1.5.1 固定幅度比较器固定幅度比较器第13页/共28页 将将过过零零电电压压比比较较器器的的一一个个输输入入端端从从接接地地改改接接到到一一个个电电压压值值VREF 上上,就就得得到到电电压压幅幅度度比比较较器器，它它的的电电路图和传输特性曲线如图路图和传输特性曲线如图14.02所示。所示。图图14.02 固定电压比较器固定电压比较器(a)电路图电路图(b)传输特性曲线传输特性曲线第14页/共28页第15页/共28页(2)(2)比较器的基本特点比较器的基本特点工作在开环或正反馈状态。开关特性，因开环增益很大，比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态。非线性，因大幅度工作，输出和输入不成线性关系。输入不存在虚短的概念第16页/共28页 从从输输出出引引一一个个电电阻阻分分压压支支路路到到同同相相输输入入端端，电电路路如图如图14.03(a)所示。当输入电压所示。当输入电压vI从零逐渐增大，且从零逐渐增大，且:时，时，称为称为上限阈值上限阈值(触发触发)电平电平。当输入电压当输入电压 时，时，,此时触发电平变为此时触发电平变为 ，称为称为下限阈值下限阈值(触发触发)电平电平。图图14.03(a)滞回比较器电路图滞回比较器电路图1.5.2 滞回比较器滞回比较器第17页/共28页 当当 逐渐减小，且逐渐减小，且 以前，以前，始终等于始终等于 ，因此出现如图，因此出现如图14.03(b)所示的滞回特性曲线。所示的滞回特性曲线。回差电压 ：图图14.03滞回比较电路滞回比较电路 的传输特性的传输特性第18页/共28页 比比较较器器主主要要用用来来对对输输入入波波形形进进行行整整形形，可可以以将将不不规规则则的的输输入入波波形形整整形形为为方方波波输输出出,其其原原理理图图如如图图14.06所示。所示。(a)正弦波变换为矩形波正弦波变换为矩形波 (b)有干扰正弦波变换为方波有干扰正弦波变换为方波 图图14.06 用比较器实现波形变换用比较器实现波形变换1.5.3 比较器的应用比较器的应用第19页/共28页 方方波波发发生生电电路路是是由由滞滞回回比比较较电电路路和和RC定定时时电电路路构成的，电路如图构成的，电路如图14.07所示。所示。(1)(1)工作原理工作原理电源刚接通时电源刚接通时,设设 电容电容C充电，充电，升高。升高。参阅图参阅图14.08。图图14.07 方波发生器方波发生器1.5.4 方波发生电路方波发生电路第20页/共28页 当当 时，时，所以，所以 电容电容C放电，放电，下降。下降。当当 ，时，返回初态。时，返回初态。方方波波周周期期用用过过渡渡过过程公式可以方便地求出程公式可以方便地求出 图14.08 方波发生器波形图图14.07 方波发生器第21页/共28页2 振荡电路该电路是量热仪水位检测电路。由方波发生器、耦合电路、F/V转换电路、比较电路、稳压电路和整形电路组成。第22页/共28页第23页/共28页当比较器输入端信号变负时，单稳电路被触发，控制1mA的恒流源以给定的时间周期接到积分器的输入端。输入频率越高，注入到积分器电容上的电荷就越多，输出电压就越高。当积分器的输入端电流等于流过电阻R1和R3的电流时，输出便稳了下来，从而使输出电压正比于输入频率。F/V转换器AD650第24页/共28页该电路是水位检测电路。由波形发生器、耦合电路、电压跟随器、电平转换电路和整形电路组成。第25页/共28页第26页/共28页第27页/共28页感谢您的观看！第28页/共28页
