集成运算放大器及其应用演示幻灯片.ppt

下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第第二二章章 集成运算放大器及其应用集成运算放大器及其应用第二节第二节第二节第二节 差动放大器差动放大器差动放大器差动放大器第一节第一节第一节第一节 直接耦合放大器直接耦合放大器直接耦合放大器直接耦合放大器第四节第四节第四节第四节 集成运放电路中的负反馈集成运放电路中的负反馈集成运放电路中的负反馈集成运放电路中的负反馈第三节第三节第三节第三节 集成运算放大器简介集成运算放大器简介集成运算放大器简介集成运算放大器简介第六节第六节第六节第六节 集成运放在信号处理电路中的应用集成运放在信号处理电路中的应用集成运放在信号处理电路中的应用集成运放在信号处理电路中的应用第五节第五节第五节第五节 集成运放在信号运算电路中的应用集成运放在信号运算电路中的应用集成运放在信号运算电路中的应用集成运放在信号运算电路中的应用*第八节第八节第八节第八节 集成运放的选择与使用集成运放的选择与使用集成运放的选择与使用集成运放的选择与使用第七节第七节第七节第七节 集成运放在信号发生电路中的应用集成运放在信号发生电路中的应用集成运放在信号发生电路中的应用集成运放在信号发生电路中的应用 *第九节第九节第九节第九节 集成运放应用实例集成运放应用实例集成运放应用实例集成运放应用实例下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第一节第一节第一节第一节 直接耦合放大器直接耦合放大器直接耦合放大器直接耦合放大器+UCCRC2RE2uo+V2RB2RB1RC1 1ui+V1优点优点：能放大直流信号或变化十分缓慢的交流信号。能放大直流信号或变化十分缓慢的交流信号。缺点缺点：(1)前、后级静态工作点互相影响；前、后级静态工作点互相影响；(2)零点漂移。零点漂移。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1、前后级静态工作点相互影响、前后级静态工作点相互影响+UCCRC2RE2uo+V2RB2RB1RC1 1ui+V1VC1 1VB2 2RE2的接入，提高了的接入，提高了V1基极电位，从而保证第一级有基极电位，从而保证第一级有较高的静态电位，而不致于进入饱和区较高的静态电位，而不致于进入饱和区。但。但RE2的接的接入使第二级电压放大倍数大大降低。入使第二级电压放大倍数大大降低。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2、零点漂移、零点漂移 指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象。地、无规则地变化的现象。多级直接多级直接耦合放大耦合放大电路电路+ui=0+uouotO(1)(1)产生的原因产生的原因产生的原因产生的原因晶体管参数随温度变化、电晶体管参数随温度变化、电源电压波动、电路元件参数源电压波动、电路元件参数的变化等的变化等。(2)(2)评价零点漂移的指标评价零点漂移的指标评价零点漂移的指标评价零点漂移的指标把输出漂移电压折算到输入把输出漂移电压折算到输入端来衡量。端来衡量。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(3)(3)抑制零点漂移的措施抑制零点漂移的措施抑制零点漂移的措施抑制零点漂移的措施 差动放大电路差动放大电路例：例：若有两个放大电路的若有两个放大电路的A、B，它们的电压放大倍数，它们的电压放大倍数分别为分别为1000和和200，输出端的零点漂移电压均为，输出端的零点漂移电压均为1V。若。若要放大要放大2mV的信号，应采用哪个放大电路？的信号，应采用哪个放大电路？所以采用所以采用所以采用所以采用A A放大电路。放大电路。放大电路。放大电路。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第二节第二节第二节第二节 差动放大电路差动放大电路差动放大电路差动放大电路一、差动放大电路的基本形式一、差动放大电路的基本形式一、差动放大电路的基本形式一、差动放大电路的基本形式+UCCuoui1RCRB2V1RB1RC+V2ui2RB2RB1+差动放大电路的电路结构差动放大电路的电路结构差动放大电路的电路结构差动放大电路的电路结构 电路结构对称，电路结构对称，两个输入、两个输出两个输入、两个输出下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.1.零点漂移的抑制零点漂移的抑制零点漂移的抑制零点漂移的抑制uo=VC1 VC2 =0uo=(VC1+VC1 )(VC2+VC2)=0静态时：静态时：ui1=ui2 =0当当T ICVC （两管变化量相等）（两管变化量相等）对称差动放大电路对两管所产生的对称差动放大电路对两管所产生的对称差动放大电路对两管所产生的对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移同向漂移同向漂移同向漂移都有抑制作用。都有抑制作用。都有抑制作用。都有抑制作用。+UCCuoui1RCRB2V1RB1RC+V2ui2RB2RB1+VC1VC2下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2.2.有信号输入时的工作情况有信号输入时的工作情况有信号输入时的工作情况有信号输入时的工作情况共模信号共模信号共模信号共模信号+UCCuoui1RCRB2V1RB1RC+V2ui2RB2RB1+大小相等、大小相等、大小相等、大小相等、极性相同极性相同极性相同极性相同 (u uic1 ic1=u uic2 ic2)(1)(1)共模输入共模输入共模输入共模输入 在共模信号输入下：在共模信号输入下：在共模信号输入下：在共模信号输入下：VC1=VC2（集电极电位等向等量变化）（集电极电位等向等量变化）uo=(VC1+VC1)(VC2+VC2)=0对共模信号没对共模信号没对共模信号没对共模信号没有放大能力有放大能力有放大能力有放大能力差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。零点漂移的抑制水平。零点漂移的抑制水平。零点漂移的抑制水平。共模信号共模信号 需抑制需抑制下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(2)(2)差模输入差模输入差模输入差模输入+UCCuoui1RCRB2V1RB1RC+V2ui2RB2RB1+差模信号差模信号差模信号差模信号大小相等、大小相等、大小相等、大小相等、极性相反极性相反极性相反极性相反 (u uid1 id1=u uid2 id2)在差模信号输入下：在差模信号输入下：在差模信号输入下：在差模信号输入下：VC1=VC2(集电极电位一增一减，呈等量异向变化集电极电位一增一减，呈等量异向变化)uo=(VC1 VC1)(VC2+VC2)=2 2 VC1对差模信号有放大能力对差模信号有放大能力对差模信号有放大能力对差模信号有放大能力。差模信号差模信号 是有用信号是有用信号下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(3)(3)比较输入比较输入比较输入比较输入u ui1 i1、u ui2 i2 大小和极性是任意的。大小和极性是任意的。大小和极性是任意的。大小和极性是任意的。例例:ui1=10 mV,ui2=6 mV ui2=8 mV 2 mV 可分解成可分解成:ui1=8 mV +2 mV共模分量共模分量共模分量共模分量 差模分量差模分量差模分量差模分量 放大器只放大器只放大器只放大器只 放大两个放大两个放大两个放大两个 输入信号输入信号输入信号输入信号 的差值信的差值信的差值信的差值信 号号号号差动差动差动差动 放大电路放大电路放大电路放大电路常作为常作为比较放大比较放大来用来用ui1=uic1+uid1 ui2=uic2+uid2 其中：其中：其中：其中：共模分量共模分量共模分量共模分量差模分量差模分量差模分量差模分量下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.3.共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比衡量差动放大电路放大差模信号和抑制衡量差动放大电路放大差模信号和抑制衡量差动放大电路放大差模信号和抑制衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力。共模信号的能力。共模信号的能力。共模信号的能力。共模放大倍数：共模放大倍数：共模放大倍数：共模放大倍数：差模放大倍数：差模放大倍数：差模放大倍数：差模放大倍数：共模抑制比：共模抑制比：共模抑制比：共模抑制比：或或或或KCMR越大，说明差放电路放大差模信号的越大，说明差放电路放大差模信号的能力越强，而受共模干扰的影响越小。能力越强，而受共模干扰的影响越小。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 若电路完全对称，理想情况下若电路完全对称，理想情况下AC=0，KCMRR若电路不完全对称，则若电路不完全对称，则 AC 0u uo o =A AD D (u ui1i1u ui2 i2)=)=A AD D u uidid u uo o =A AC C u uic ic+A AD D u uid id 即共模信号对输出有影响。即共模信号对输出有影响。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页二、典型差动放大电路二、典型差动放大电路二、典型差动放大电路二、典型差动放大电路(长尾式差动放大电路长尾式差动放大电路长尾式差动放大电路长尾式差动放大电路)R RE E的作用：的作用：的作用：的作用：+UCCCCuoui1RCRPV1RBRCui2RERB+V2 2UEE+(2)对差模信号无反馈对差模信号无反馈作用。作用。(1)抑制零点漂移，稳抑制零点漂移，稳定静态工作点。定静态工作点。T T I IC1C1 I IC2C2 I IE E U URERE U UBE1BE1 U UBE2BE2 I IB1B1 I IC1C1 I IC2C2 I IB2B2 共共模抑制电阻模抑制电阻下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页UEE：用于补偿用于补偿RE上的压降，以获得合适的静态工上的压降，以获得合适的静态工作点。作点。电位器电位器RP：调零用的。在静态时调节调零用的。在静态时调节RP，使，使uo为零。为零。一般几十欧一般几十欧几百欧之间。几百欧之间。+UCCCCuoui1RCRPV1RBRCui2RERB+V2 2UEE+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页三、差动放大电路的几种形式三、差动放大电路的几种形式三、差动放大电路的几种形式三、差动放大电路的几种形式1 1、双端输入、双端输入、双端输入、双端输入-双端输出双端输出双端输出双端输出(1)(1)静态分析静态分析静态分析静态分析前两项很小前两项很小前两项很小前两项很小,可忽略。可忽略。可忽略。可忽略。V VE E 0 0（虚短）（虚短）（虚短）（虚短）+UCCCCUCERCV1RB2RE+UEE+ICIEIBUBE+单管直流通路单管直流通路单管直流通路单管直流通路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(2)(2)动态分析动态分析动态分析动态分析由于由于由于由于R RE E对差模信号不起作用，对差模信号不起作用，对差模信号不起作用，对差模信号不起作用，则单管差模信号通路为：则单管差模信号通路为：则单管差模信号通路为：则单管差模信号通路为：单管交流通路单管交流通路单管交流通路单管交流通路微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路RBRCui1uo1+-T1+-同理可得：同理可得：同理可得：同理可得：双端输出电压为：双端输出电压为：双端输出电压为：双端输出电压为：双端输出电压放大倍数为：双端输出电压放大倍数为：双端输出电压放大倍数为：双端输出电压放大倍数为：ibRbe ibRBRCui1uo1+-+-下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页当两管之间接负载电阻当两管之间接负载电阻当两管之间接负载电阻当两管之间接负载电阻 R RL L时：时：时：时：若是单端输出，电压放大倍数为：若是单端输出，电压放大倍数为：若是单端输出，电压放大倍数为：若是单端输出，电压放大倍数为：（从（从（从（从V V1 1集电极输出，集电极输出，集电极输出，集电极输出，反相输出反相输出反相输出反相输出）（从（从（从（从V V2 2集电极输集电极输集电极输集电极输出，出，出，出，同相输出同相输出同相输出同相输出）*单端输出的电压放大倍数只有双端输出的一半。单端输出的电压放大倍数只有双端输出的一半。单端输出的电压放大倍数只有双端输出的一半。单端输出的电压放大倍数只有双端输出的一半。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2、单端输入、单端输入-单端输出单端输出+UCCCCuo1uiRCRPV1RBRCui2RERB+V2 2UEE+ui1+uo2共模信号共模信号共模信号共模信号差模信号差模信号差模信号差模信号可把可把 ui分解成一分解成一对共模信号和一对共模信号和一对差模信号对差模信号:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页共模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数A AC C交流通路交流通路交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路若若若若R RE E足够大，足够大，足够大，足够大，A AC C 0 0RBRCuic1uoc1+-V1+-2REibRbe ibRBRCuic1uoc1+-+-2RE下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页其差模放大倍数其差模放大倍数其差模放大倍数其差模放大倍数A AD D为：为：为：为：（反相输出反相输出反相输出反相输出）（同相输出同相输出同相输出同相输出）结论：结论：结论：结论：差动放大电路的电压放大倍数与输出形式有差动放大电路的电压放大倍数与输出形式有差动放大电路的电压放大倍数与输出形式有差动放大电路的电压放大倍数与输出形式有关，只要是双端输出，它的差模放大倍数与单管相关，只要是双端输出，它的差模放大倍数与单管相关，只要是双端输出，它的差模放大倍数与单管相关，只要是双端输出，它的差模放大倍数与单管相同；若为单端输出，则为单管的一半。同；若为单端输出，则为单管的一半。同；若为单端输出，则为单管的一半。同；若为单端输出，则为单管的一半。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页四种差分放大电路的比较四种差分放大电路的比较输入方式输入方式双端双端单端单端输出方式输出方式双端双端单端单端双端双端单端单端差模放大倍数差模放大倍数AD差模输入电阻差模输入电阻Ri差模输出电阻差模输出电阻Ro2(RB+Rbe)2(RB+Rbe)2 2R RC CR RC C2 2R RC CR RC C下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例例例1 1 某一双端输入、双端输出差动放大电路，已知某一双端输入、双端输出差动放大电路，已知某一双端输入、双端输出差动放大电路，已知某一双端输入、双端输出差动放大电路，已知差模电压增益为差模电压增益为差模电压增益为差模电压增益为48dB48dB，共模抑制比为，共模抑制比为，共模抑制比为，共模抑制比为67dB67dB，u ui1i1=5V=5V，u ui2i2=5.01V=5.01V。试求输出电压。试求输出电压。试求输出电压。试求输出电压u uo o。解：解：由已知得：由已知得：由已知得：由已知得：则：则：则：则：A AD D -251251则：则：则：则：A AC C 0.11 0.11u uo o =A AC C u uic ic+A AD D u uidid =0.115.005+(-251)(-0.01)=3.06V=0.115.005+(-251)(-0.01)=3.06V共模输入电压：共模输入电压：共模输入电压：共模输入电压：差模输入电压：差模输入电压：差模输入电压：差模输入电压：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页练习题：练习题：1 1 1 1、在直接耦合放大电路中，采用差动式电路结构的、在直接耦合放大电路中，采用差动式电路结构的、在直接耦合放大电路中，采用差动式电路结构的、在直接耦合放大电路中，采用差动式电路结构的主要目的是主要目的是主要目的是主要目的是()()()()。(a)(a)(a)(a)提高电压放大倍数提高电压放大倍数提高电压放大倍数提高电压放大倍数 (b)(b)(b)(b)抑制零点漂移抑制零点漂移抑制零点漂移抑制零点漂移 (c)(c)(c)(c)提高带负载能力提高带负载能力提高带负载能力提高带负载能力b b b b2 2、具有发射极电阻具有发射极电阻具有发射极电阻具有发射极电阻的典型差动放大电路中，的典型差动放大电路中，的典型差动放大电路中，的典型差动放大电路中，R RE E的作的作的作的作用是用是用是用是()()()()。(a)(a)(a)(a)稳定静态工作点，抑制零点漂移稳定静态工作点，抑制零点漂移稳定静态工作点，抑制零点漂移稳定静态工作点，抑制零点漂移 (b)(b)(b)(b)稳定电压放大倍数稳定电压放大倍数稳定电压放大倍数稳定电压放大倍数 (c)(c)(c)(c)提高输入电阻，减小输出电阻提高输入电阻，减小输出电阻提高输入电阻，减小输出电阻提高输入电阻，减小输出电阻a a a a下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第三节第三节第三节第三节 集成集成集成集成运算放大器简介运算放大器简介运算放大器简介运算放大器简介一、运算放大器的特点一、运算放大器的特点集成运算放大器是一种具有集成运算放大器是一种具有很高放大倍数很高放大倍数的多级的多级直接耦合直接耦合放大电路。放大电路。特点：特点：特点：特点：Auo 高：高：80dB140dBRi 高：高：105 1011 Ro 低：几十低：几十 几百几百 KCMR高高：70dB130dB下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页二、集成运算放大器的组成二、集成运算放大器的组成二、集成运算放大器的组成二、集成运算放大器的组成输入级：输入级：输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号，都采用差动放大电路。扰信号，都采用差动放大电路。中间级：中间级：要求电压放大倍数高。常采用共发射极要求电压放大倍数高。常采用共发射极放大电路构成。放大电路构成。输出级：输出级：要求输出电阻低，带负载能力强，一般要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。由互补对称电路或射极输出器构成。输入级输入级中间级中间级输出级输出级偏置偏置电路电路输入端输入端输出端输出端运算放大器组成方框图运算放大器组成方框图下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页常用的集成运放芯片常用的集成运放芯片F007实物外形图：实物外形图：实物外形图：实物外形图：管脚图管脚图管脚图管脚图：1 A741A7412876543调零端调零端 调零端调零端反相输入端反相输入端同相输入端同相输入端输出端输出端负电源端负电源端正电源端正电源端空脚空脚外部接线图外部接线图外部接线图外部接线图：调零电位器调零电位器+Auououu+723461512V+12V下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页三、集成运放的符号、外特性和电路模型三、集成运放的符号、外特性和电路模型Auuo+u+u ：表示：表示“放大器放大器”两个两个输入端输入端u：反相输入端：反相输入端u+：同相输入端：同相输入端一个输出端：一个输出端：uo为了简化起见，常将接地端省去。为了简化起见，常将接地端省去。Auuo+u+u 1、符号、符号Au：电压放大倍数：电压放大倍数下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 uduo O2、运放的外特性、运放的外特性ud=u+u：差动输入电压：差动输入电压uo=Au(u+u)=Aud电压传输特性电压传输特性 uo=f(ud)线性区：线性区：uo=Au(u+u)饱和区饱和区(非线性区非线性区)：ud 时，时，uo=+Uo(sat)ud u 时，时，uo=+Uo(sat)u+u 时，时，uo=+Uo(sat)当当u+0 ui=Ui 0 输出电压随时输出电压随时间线性变化间线性变化U Ui iUUi i下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页五、微分运算五、微分运算五、微分运算五、微分运算uoC1uiR2RF+uCifi1由虚断和虚断性质可得：由虚断和虚断性质可得：i1=ifuitOU Ui iuotO若输入信号电压为阶跃电压时，若输入信号电压为阶跃电压时，若输入信号电压为阶跃电压时，若输入信号电压为阶跃电压时，u uo o为尖脉冲电压。为尖脉冲电压。为尖脉冲电压。为尖脉冲电压。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例2：uoR3uiR2R1+R4R5Ai1i4i5i1解：解：解：解：V VA A=u u_ _i i1 1R R3 3=i i1 1R R3 3下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页应用：由运放和稳压管组成的恒压源应用：由运放和稳压管组成的恒压源应用：由运放和稳压管组成的恒压源应用：由运放和稳压管组成的恒压源1、同相输入恒压源、同相输入恒压源UORFR2R1+RLR V+UZ+U2、反相输入恒压源、反相输入恒压源UORFR2R1+RL+UZR V+U改变改变 RF 即可调节恒压源的输出电压。即可调节恒压源的输出电压。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第六节第六节第六节第六节 集成运放集成运放集成运放集成运放在信号处理电路中的运用在信号处理电路中的运用在信号处理电路中的运用在信号处理电路中的运用运放工作于运放工作于饱和区饱和区。一、电压比较器一、电压比较器URuouiR2+R1+运放处于运放处于开环状态开环状态功能：功能：用来比较用来比较ui和和UR(参参考电压考电压)的大小。的大小。当当当当 u ui iUUUR R 时，时，时，时，u uo o=U Uo o (sat)(sat)uiuoOUR电压传输特性：电压传输特性：uo=f(ui)+U Uo(sat)o(sat)U Uo(sat)o(sat)1、简单电压比较器、简单电压比较器下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2.2.过零比较器过零比较器过零比较器过零比较器uouiR2+R1+uiuoO+U Uo(sat)o(sat)U Uo(sat)o(sat)电压传输特性电压传输特性tuiO Otuo+Uo(sat)Uo(sat)O O利用电压比较器将利用电压比较器将利用电压比较器将利用电压比较器将正弦波变为方波。正弦波变为方波。正弦波变为方波。正弦波变为方波。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.3.输出带限幅的比较器输出带限幅的比较器输出带限幅的比较器输出带限幅的比较器URuouiR2+R1+uoR V当当当当 u ui iUUUR R 时，时，时，时，u uo o =U Uo o (sat)(sat)设稳压管的稳定电压为设稳压管的稳定电压为设稳压管的稳定电压为设稳压管的稳定电压为U UZ Z，忽略稳压管的正向导通压降忽略稳压管的正向导通压降忽略稳压管的正向导通压降忽略稳压管的正向导通压降则则则则 u ui i U UR R，u uo o=U UZ ZUZ UZ电压传输特性电压传输特性 Uo(sat)+Uo(sat)uiuoOUR下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例例例1 1：电路如图所示，输入电压电路如图所示，输入电压ui是一正弦电压，是一正弦电压，是分析并画出输出电压是分析并画出输出电压u uo o、u uo o 和和u uo o的波的波形。形。uouiR2+R1RCVRLuouo过零比较器过零比较器 微分微分电路电路检波检波电路电路tuiO Otu uo o O Otu uo o O Ou uo otO O+Uo(sat)+Uo(sat)+Uo(sat)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例例例2 2：电路如图所示，运放的最大输出电压电路如图所示，运放的最大输出电压uopp=12V，稳压管的稳定电压，稳压管的稳定电压uZ=6V，其正向电压，其正向电压UD=0.7V，ui=12sin t V，UR=3V。试画出传输。试画出传输特性和特性和u uo o的波形。的波形。tu uo oO OURuouiR2+R1+uo R3 V解：解：解：解：当当当当 u ui i UUR R 时，时，时，时，u uo o =12V12V u uo o=0.7V0.7V当当当当 u ui i U1，称为，称为深度负反馈深度负反馈，此时：，此时：在深度负反馈的情况下，在深度负反馈的情况下，闭环放大倍数仅与反馈电闭环放大倍数仅与反馈电路的参数有关。路的参数有关。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例例例3 3：如图所示同相比例运算电路，如图所示同相比例运算电路，如图所示同相比例运算电路，如图所示同相比例运算电路，R R1 1=10k=10k，R RF F=300k=300k，A Auouo=10=104 4。(1)求闭环电压放大倍数求闭环电压放大倍数求闭环电压放大倍数求闭环电压放大倍数A Aufuf；(2)如果如果如果如果 ，求，求，求，求 。uoRFuiR2R1+A Auouo RL+u uf f+u ud d解：解：解：解：(1)(1)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.3.对放大电路输入电阻的影响对放大电路输入电阻的影响对放大电路输入电阻的影响对放大电路输入电阻的影响串联反馈：串联反馈：使使Ri提高提高并联反馈：并联反馈：使使Ri减小减小与串联反馈还是并联反馈有关与串联反馈还是并联反馈有关4.4.对放大电路输出电阻的影响对放大电路输出电阻的影响对放大电路输出电阻的影响对放大电路输出电阻的影响电压反馈：电压反馈：使使Ro减小减小电流反馈：电流反馈：使使Ro提高提高与电压反馈还是电流反馈有关与电压反馈还是电流反馈有关下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页5.5.改善波形失真改善波形失真改善波形失真改善波形失真Auiufud加反馈前加反馈前加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后加反馈后加反馈后uo大大略小略小略大略大略小略小略大略大负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因此只能减小失真，而不能完全消除失真。此只能减小失真，而不能完全消除失真。此只能减小失真，而不能完全消除失真。此只能减小失真，而不能完全消除失真。uoAF小小接近正弦波接近正弦波正弦波正弦波ui下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页6.6.展宽通频带展宽通频带展宽通频带展宽通频带引入负反馈使电路的通频带宽度增加引入负反馈使电路的通频带宽度增加引入负反馈使电路的通频带宽度增加引入负反馈使电路的通频带宽度增加无负反馈无负反馈BWBWf|Au|O OBWBWf f有负反馈有负反馈有负反馈有负反馈下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页结论：结论：结论：结论：(1)要想稳定静态工作点，应引入要想稳定静态工作点，应引入直流负反馈。直流负反馈。(2)要想改善交流性能，应引入要想改善交流性能，应引入交流负反馈。交流负反馈。(3)要想稳定输出电压，应引入要想稳定输出电压，应引入电压负反馈；电压负反馈；要想稳定输出电流，应引入要想稳定输出电流，应引入电流负反馈。电流负反馈。(4)要提高要提高R Ri i，应引入，应引入串联负反馈；串联负反馈；要减小要减小R Ri i，应引入，应引入并联负反馈。并联负反馈。(5)要提高要提高R Ro o，应引入，应引入电流负反馈；电流负反馈；要减小要减小R Ro o，应引入，应引入电压负反馈。电压负反馈。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页练习题：练习题：运算放大器电路如图所示，运算放大器电路如图所示，运算放大器电路如图所示，运算放大器电路如图所示，R RL L为负载电阻，则为负载电阻，则为负载电阻，则为负载电阻，则R RF1F1和和和和R RF2F2引入的反馈分别为引入的反馈分别为引入的反馈分别为引入的反馈分别为 ()()。(a)(a)串联电流负反馈串联电流负反馈串联电流负反馈串联电流负反馈 (b)(b)并联电流负反馈并联电流负反馈并联电流负反馈并联电流负反馈(c)(c)串联电压负反馈串联电压负反馈串联电压负反馈串联电压负反馈 (d)(d)正反馈正反馈正反馈正反馈 R2R1+RLRF2RF1ui下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第七节第七节第七节第七节 集成运放集成运放集成运放集成运放在信号发生电路中的运用在信号发生电路中的运用在信号发生电路中的运用在信号发生电路中的运用正弦波信号发生器（正弦波振荡器）正弦波信号发生器（正弦波振荡器）用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号。用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号。用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号。用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号。（从（从（从（从1Hz1Hz几百几百几百几百MHz)MHz)常用的有：常用的有：常用的有：常用的有：LCLC振荡电路振荡电路振荡电路振荡电路：输出功率大、频率高。：输出功率大、频率高。：输出功率大、频率高。：输出功率大、频率高。RC RC 振荡电路振荡电路振荡电路振荡电路：输出功率小、频率低。：输出功率小、频率低。：输出功率小、频率低。：输出功率小、频率低。石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路：频率稳定度高。：频率稳定度高。：频率稳定度高。：频率稳定度高。应用：应用：应用：应用：无线电通讯、广播电视，工业上的高频感应无线电通讯、广播电视，工业上的高频感应无线电通讯、广播电视，工业上的高频感应无线电通讯、广播电视，工业上的高频感应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体接炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体接炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体接炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体接近开关等。近开关等。近开关等。近开关等。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页一、自激振荡一、自激振荡一、自激振荡一、自激振荡放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率和幅值的交流信号的现象。频率和幅值的交流信号的现象。频率和幅值的交流信号的现象。频率和幅值的交流信号的现象。2 2+1 1+开关合在开关合在开关合在开关合在“1”1”为为为为无反馈放大电无反馈放大电无反馈放大电无反馈放大电路路路路在反馈端有一反馈电压在反馈端有一反馈电压在反馈端有一反馈电压在反馈端有一反馈电压开关打到开关打到开关打到开关打到“2”2”，去掉输入电压仍有稳定的输出。，去掉输入电压仍有稳定的输出。，去掉输入电压仍有稳定的输出。，去掉输入电压仍有稳定的输出。反馈信号代替了放大电路的输入信号。反馈信号代替了放大电路的输入信号。反馈信号代替了放大电路的输入信号。反馈信号代替了放大电路的输入信号。当当当当 时，时，时，时，产生了自激振荡产生了自激振荡产生了自激振荡产生了自激振荡下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1 1、自激振荡的条件、自激振荡的条件、自激振荡的条件、自激振荡的条件当当当当 时，时，时，时，设设设设 ，则，则，则，则产生自激振荡的条件：产生自激振荡的条件：产生自激振荡的条件：产生自激振荡的条件：(1)(1)相位条件：相位条件：相位条件：相位条件：(振振振振荡电路必须是荡电路必须是荡电路必须是荡电路必须是正反馈正反馈正反馈正反馈)振荡产生的首要条件振荡产生的首要条件振荡产生的首要条件振荡产生的首要条件(2)(2)幅度条件：幅度条件：幅度条件：幅度条件：必须有必须有必须有必须有足够的反馈量足够的反馈量足够的反馈量足够的反馈量(可以通过调整可以通过调整可以通过调整可以通过调整A Au u 或或或或F F 达到达到达到达到)。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2.2.起振及稳幅振荡的过程起振及稳幅振荡的过程起振及稳幅振荡的过程起振及稳幅振荡的过程设：设：设：设：U Uo o 是振荡电路输出电压的幅度，是振荡电路输出电压的幅度，是振荡电路输出电压的幅度，是振荡电路输出电压的幅度，B B 是要求达到的输出电压幅度。是要求达到的输出电压幅度。是要求达到的输出电压幅度。是要求达到的输出电压幅度。起振时起振时起振时起振时U Uo o 0 0，达到稳定振荡时，达到稳定振荡时，达到稳定振荡时，达到稳定振荡时U Uo o =B B。起振过程中起振过程中起振过程中起振过程中 U Uo o 1 1，稳定振荡时稳定振荡时稳定振荡时稳定振荡时 U Uo o =B B，要求，要求，要求，要求 A Au uF F =1 1，从从从从A Au uF F 1 1 到到到到A Au uF F =1 1，就是自激振荡建立的过程。，就是自激振荡建立的过程。，就是自激振荡建立的过程。，就是自激振荡建立的过程。可使输出电压的幅度不断增大。可使输出电压的幅度不断增大。可使输出电压的幅度不断增大。可使输出电压的幅度不断增大。使输出电压的幅度得以稳定。使输出电压的幅度得以稳定。使输出电压的幅度得以稳定。使输出电压的幅度得以稳定。起始信号的产生：起始信号的产生：起始信号的产生：起始信号的产生：在电源接通时，会在电路中激起在电源接通时，会在电路中激起在电源接通时，会在电路中激起在电源接通时，会在电路中激起一个微小的扰动信号，它是个非正弦信号，含有一一个微小的扰动信号，它是个非正弦信号，含有一一个微小的扰动信号，它是个非正弦信号，含有一一个微小的扰动信号，它是个非正弦信号，含有一系列频率不同的正弦分量。系列频率不同的正弦分量。系列频率不同的正弦分量。系列频率不同的正弦分量。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.3.正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路的组成(1)(1)放大电路放大电路放大电路放大电路:放大信号放大信号放大信号放大信号 (2)(2)反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络:必须是必须是必须是必须是正反馈正反馈正反馈正反馈，反馈信号即是放大，反馈信号即是放大，反馈信号即是放大，反馈信号即是放大电路的输入信号电路的输入信号电路的输入信号电路的输入信号 (3)(3)选频网络选频网络选频网络选频网络:保证输出为单一频率的正弦波。保证输出为单一频率的正弦波。保证输出为单一频率的正弦波。保证输出为单一频率的正弦波。(4)(4)稳幅环节稳幅环节稳幅环节稳幅环节:使电路能从使电路能从使电路能从使电路能从A Au uF F 1 1，过渡到，过渡到，过渡到，过渡到A Au uF F=1=1，从而达到稳幅振荡。从而达到稳幅振荡。从而达到稳幅振荡。从而达到稳幅振荡。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页二、桥式二、桥式二、桥式二、桥式RCRC正弦波正弦波正弦波正弦波振荡电路振荡电路振荡电路振荡电路 R+R2R1 C RCuo1 1、电路结构、电路结构、电路结构、电路结构ui+放大电路放大电路放大电路放大电路(同相比例同相比例同相比例同相比例运算电路运算电路运算电路运算电路)uf+选频网络选频网络选频网络选频网络反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络稳幅环节稳幅环节稳幅环节稳幅环节下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2 2、RCRC串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性串并联网络的选频特性+R C RC令：令：令：令：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页幅频特性：幅频特性：幅频特性：幅频特性：相频特性：相频特性：相频特性：相频特性：O 0 0 9090O当当当当 =o o时时时时，达达达达最最最最