电工学-第10章集成运算放大器-精品文档资料整理.ppt

《电工学-第10章集成运算放大器-精品文档资料整理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工学-第10章集成运算放大器-精品文档资料整理.ppt（60页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、电子技术电子技术1 1第第10章章集成运算放大器集成运算放大器10.110.1集成电路集成电路集成电路集成电路 10.210.2集成运算放大器概述集成运算放大器概述集成运算放大器概述集成运算放大器概述10.310.3反馈的基本概念反馈的基本概念反馈的基本概念反馈的基本概念 10.410.4理想运算放大器理想运算放大器理想运算放大器理想运算放大器 10.510.5基本运算电路基本运算电路基本运算电路基本运算电路 10.610.6电压比较器电压比较器电压比较器电压比较器 10.710.7RCRC 正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路正弦波振荡电路*10.810.8有源滤波器有源滤波器有源滤波

2、器有源滤波器 下一章下一章上一章上一章返回主页返回主页10.910.9应用实例应用实例应用实例应用实例第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 高等教育出版社高等教育出版社210.1 集成电路集成电路集成电路是集成电路是20世纪世纪60年代发展起来的固体组年代发展起来的固体组件。它是用微电子技术将元件、导线、电路集成件。它是用微电子技术将元件、导线、电路集成在一块很小的半导体芯片上。在一块很小的半导体芯片上。集成电路的发展进程：集成电路的发展进程：1960年：小规模集成电路年：小规模集成电路SSI。1966年：中规模集成电路年：中规模集成电路M

3、SI。1969年：大规模集成电路年：大规模集成电路LSI。1975年：超大规模集成电路年：超大规模集成电路VLSI。第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 3集成电路分类集成电路分类(1)模拟电路模拟电路处理模拟信号的电路。处理模拟信号的电路。如集成功率放大器、集成运算放大器等。如集成功率放大器、集成运算放大器等。(2)数字电路数字电路处理数字信号的电路。处理数字信号的电路。如集成门电路、编码器、译码器、触发器等。如集成门电路、编码器、译码器、触发器等。集成电路芯片集成电路芯片高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集

4、集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 高等教育出版社高等教育出版社4特点：特点：输入级采用差分放大电路，输入级采用差分放大电路，KCMR和和ri很高。很高。中间级采用多级共射电路，起电压放大作用。中间级采用多级共射电路，起电压放大作用。输出级采用互补对称放大电路和共集放大电路，输出级采用互补对称放大电路和共集放大电路，ro很小，带负载能力很强。很小，带负载能力很强。直接耦合的多级放大电路，电压放大倍数很高。直接耦合的多级放大电路，电压放大倍数很高。体积小、重量轻、功耗低、可靠性高。体积小、重量轻、功耗低、可靠性高。10.2 集成运算放大器的概述集成运算放大器的概述一、集成运算放

5、大器的组成一、集成运算放大器的组成 输入级输入级中间级中间级输出级输出级输入端输入端输出端输出端集成运算放大器的组成集成运算放大器的组成第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 反相反相输入端输入端5CF74181723456集成运算放大器的图形符号、引脚和外部接线图集成运算放大器的图形符号、引脚和外部接线图运算放大器的符号运算放大器的符号uDuuuOAo同相同相输入端输入端输出端输出端+UCCUEE87100dB231546uu+uOuDuuuO(a)国标符号国标符号(b)IEC符号符号高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章

6、章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 6 uO=f(uD)线性区线性区uO=Ao uD=Ao(uu)饱和区饱和区正饱和电压：正饱和电压：uO=UOMUCC 负饱和电压：负饱和电压：uO=UOMUEE 二、电压传输特性二、电压传输特性 uDOuO负饱和区负饱和区正饱和区正饱和区线性区线性区UOM+UOM电压传输特性电压传输特性高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 7净输入净输入 信号信号xD D输出信号输出信号xO输入信号输入信号 xI放大电路放大电路Ao比较环节比较环节开环放大倍数：开环

7、放大倍数：Ao=xoxD闭环放大倍数：闭环放大倍数：Af=xoxI反馈系数：反馈系数：xFxoF=反馈信号反馈信号xF反馈电路反馈电路F10.3反馈的基本概念反馈的基本概念反馈示意图反馈示意图高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 8一、反馈的分类一、反馈的分类1.1.正反馈和负反馈正反馈和负反馈正反馈和负反馈正反馈和负反馈 正反馈正反馈:xF 与与 xI 作用相同作用相同,使使 xD 增加；增加；负反馈负反馈:xF 与与 xI 作用相反作用相反,使使 xD 减小。减小。2.2.电流反馈和电压反馈电流反馈和电压反馈

8、电流反馈和电压反馈电流反馈和电压反馈 电流反馈：反馈信号取自输出电流，电流反馈：反馈信号取自输出电流，xF iO；电压反馈：反馈信号取自输出电压，电压反馈：反馈信号取自输出电压，xF uO。3.3.串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈 串联反馈串联反馈:xF 与与 xI 以串联的形式作用于净输入端；以串联的形式作用于净输入端；并联反馈并联反馈:xF 与与 xI 以并联的形式作用于净输入端。以并联的形式作用于净输入端。高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 9*二、反馈的判断二、反

9、馈的判断1.1.正反馈和负反馈正反馈和负反馈正反馈和负反馈正反馈和负反馈判断方法：瞬时极性法。判断方法：瞬时极性法。AoRF RL RR1R2 uOuIuF uDuORFiFR1R2uIiIiDRL正反馈正反馈负反馈负反馈高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 10uORFiFR1R2uIiIiDRL2.2.电流反馈和电压反馈电流反馈和电压反馈电流反馈和电压反馈电流反馈和电压反馈 输出端短路法输出端短路法:令令RL=0，此时此时uO=0，若若xF=0则为电压反馈，否则为电流反馈。则为电压反馈，否则为电流反馈。输出端

10、开路法输出端开路法:令令RL=，此时，此时iO=0，若若xF=0则为电流反馈，否则为电压反馈。则为电流反馈，否则为电压反馈。AoRF RL RR1R2 uOuIuF uD判断方法判断方法电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 113.3.串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈 uORFiFR1R2uIiIiDRLAoRF RL RR1R2 uOuI串联反馈在输入端是以电压的形式出现的；串联反馈在输入端是以电压的形式出现的；并联反馈在输入端是以电流的形

11、式出现的。并联反馈在输入端是以电流的形式出现的。判断方法判断方法并联反馈并联反馈串联反馈串联反馈高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 12 Xo/XD1XF/XD=三、负反馈对放大电路性能的影响三、负反馈对放大电路性能的影响 xFAoFxIxDxO=Xo XDXFXD=XIXFXoXI|Af|=|Ao|1|F|Ao|Af|=1|F|Af|当当|F|Ao|1，称为深度负反称为深度负反馈馈|Af|1 1若为深度负反馈若为深度负反馈,|F|Ao|1d|Af|Af|d|Ao|Ao|高等教育出版社高等教育出版社第第第第10

12、101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 14例例10.3.1某放大电路的某放大电路的|Ao|=1000，由于某一，由于某一原因原因,使其变化率为使其变化率为，若电路的反馈系数，若电路的反馈系数|F|=0.009，则闭环电压放大倍数的变化率？，则闭环电压放大倍数的变化率？=2%110.0091000=20%解解d|Ao|Ao|11|F|Ao|=d|Af|Af|d|Ao|Ao|=20%高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 152.2.加宽了通频带加宽了通频带加宽了通频带加宽了通

13、频带0.707|Af|Ao|未加入反馈后未加入反馈后O f|A|0.707|Ao|Bof1f2Bff3f4加入反馈后加入反馈后|Af|加宽通频带加宽通频带高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 16电压负反馈稳定电压负反馈稳定输出电压输出电压输出电压输出电压。电流负反馈稳定电流负反馈稳定输出电流。输出电流。输出电流。输出电流。4.4.稳定了输出电压或输出电流稳定了输出电压或输出电流稳定了输出电压或输出电流稳定了输出电压或输出电流 3.3.改善非线性失真改善非线性失真改善非线性失真改善非线性失真无负反馈时无负反馈时有

14、负反馈时有负反馈时ICiCO t UCC/RC ICiCO t UCC/RC 改善非线性失真改善非线性失真高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 175.5.改变了输入电阻或输出电阻改变了输入电阻或输出电阻改变了输入电阻或输出电阻改变了输入电阻或输出电阻串联反馈使串联反馈使输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻增加。增加。并联反馈并联反馈使使输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻减小。减小。电压负反馈使电压负反馈使输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻减小。减小。电流负反馈使电流负反馈使输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻增加。增加。高

15、等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 1810.4理想运算放大器理想运算放大器一、理想运放的主要条件一、理想运放的主要条件一、理想运放的主要条件一、理想运放的主要条件 开环电压放大倍数：开环电压放大倍数：Ao 开环输入电阻：开环输入电阻：ri 开环输出电阻：开环输出电阻：ro0 共模抑制比：共模抑制比：KCMR uuuO uD理想运放的符号理想运放的符号高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 19二、理想运放的特性二、理想运放的特性二、

16、理想运放的特性二、理想运放的特性uO=UOMUCC(2)当当uu时，时，即即uD0OuOuD+UOMUOM1.1.工作在饱和区时的特点工作在饱和区时的特点工作在饱和区时的特点工作在饱和区时的特点 不加反馈时，稍有不加反馈时，稍有 uD 即进入饱和区。即进入饱和区。理想运算放大器理想运算放大器的电压传输特性的电压传输特性高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 202.2.工作在线性区时的特点工作在线性区时的特点工作在线性区时的特点工作在线性区时的特点 iD反馈电路反馈电路uuuO(1)AouOAouD=0u=u(2)

17、riuD riiD=0(3)ro0uOL=uOC故称为虚短路。故称为虚短路。故称为虚断路。故称为虚断路。即输出电压不受负载的影响。即输出电压不受负载的影响。引入负反馈后的理想运放引入负反馈后的理想运放高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 2110.5基本运算电路基本运算电路Af一、比例运算电路一、比例运算电路1.反相比例运算电路反相比例运算电路反相比例运算电路反相比例运算电路u=u=0iD=0i1=iFuIR1uO RF=RFR1uO=uIuuuORFiFR1R2uIi1iD虚地虚地反相比例运算电路反相比例运算电

18、路高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 22uO与与uI 成反相比例；成反相比例；uO 的大小只与的大小只与R1、RF的阻值和的阻值和uI有关。有关。若若R1=RF，则，则uO=uI。故称为反相器。故称为反相器。R2为平衡电阻，为平衡电阻，R2=R1RF说明说明F1uO=uI反相比例运算电路反相比例运算电路uuuORFiFR1R2uIi1iD高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 232.2.同相比例运算电路同相比例运算电路同相比例运

19、算电路同相比例运算电路 i1iDuuuORFiFR1R2uIAfRFR1uO=)uI(1 uO=RFiFR1i1uI=R1i1 iF=i1同相比例运算电路同相比例运算电路高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 24说明说明uO 与与uI 同相位，且同相位，且Af1；uO 的大小只与的大小只与R1、RF的阻值和的阻值和uI有关。有关。若若RF=0,R1=,R2=0时时,uO=uI称为电压跟随器称为电压跟随器平衡电阻平衡电阻R2=R1RF。uOuI电压跟随器电压跟随器RFR1uO=)uI(1i1iDuuuORFiFR1

20、R2uI同相比例运算电路同相比例运算电路高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 25例例10.5.1应用运放来测量电阻的原理电路如图所示，应用运放来测量电阻的原理电路如图所示，其中其中uI=U=10V，输出端接有满量程为输出端接有满量程为5V的电压表，被的电压表，被测电阻为测电阻为Rx。(1)试找出被测电阻的阻值试找出被测电阻的阻值Rx与电压表读数之与电压表读数之间的关系；间的关系；(2)若使用的运放为若使用的运放为CF741型，为了扩大测量电阻型，为了扩大测量电阻的范围，将电压表量程选为的范围，将电压表量程选为5

21、0V是否有意义？是否有意义？解解(1)uORxR1uI UV05V1M 10V Rx R1uO=uI R1uIRx=uO10610=uO=105uO 高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 26电压表读数电压表读数 uO V 12345被测电阻值被测电阻值 Rx 1052105310541055105所以所以:(2)查附录可知，查附录可知，CF741型集成运放的最大输出电压为型集成运放的最大输出电压为 13V，超出此值时输入与输出不再有线性关系，超出此值时输入与输出不再有线性关系，所以，选用所以，选用50V量程的电

22、压表是没有意义的。量程的电压表是没有意义的。高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 27二、加法运算电路二、加法运算电路u=u=0 uuuORFiFR12R2uI1iI1iI2uI2R11 RF R12 RF R11+uI2)uO=(uI1当当uI1单独作用时单独作用时,uO1=RF R11uI1当当uI2单独作用时单独作用时,根据叠加定理根据叠加定理:uO=uO1uO2uO1=RF R12uI2加法运算电路加法运算电路虚地虚地高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算

23、算算算放放放放大大大大器器器器 28当当R11=R12=R1时：时：当当R11=R12=RF时时：uO=(uI1+uI2)，平衡电阻：平衡电阻：R2=R11R12RF。说明说明uuuORFiFR12R2uI1iI1iI2uI2R11F12F11+uI2)uO=(uI1F1uO=(uI1+uI2)加法运算电路加法运算电路高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 29三、减法运算电路三、减法运算电路当当uI1单独作用时单独作用时,uO1=F1uI1当当uI2单独作用时单独作用时,RFR1uO2=(1)uR3R2R3u=u

24、I2=(1RFR1)R3R2R3uI2uuuORFR1R2uI2uI1R3uuuORFR1R2uI1R3uuuORFR1R2uI2R3根据叠加定理根据叠加定理:uO=uO1uO2减法运算电路减法运算电路高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 30F1 R3R2R3RFR1=(1)uI2uI1uO=uO1uO2F1uO=(uI2uI1)32F1当当=时时,当当R1=RF时时,uO=uI2 uI1平衡电阻平衡电阻 R2R3=R1RF。说明说明uuuORFR1R2uI2uI1R3 R3/R21R3/R2减法运算电路减法运

25、算电路高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 31例例10.5.2如图为两级运放组成的电路，如图为两级运放组成的电路，已知已知uI1=0.1V，uI2=0.2V，uI3=0.3V，求，求uO。uI1uI2uI3+uO30k 30k 30k 10k 10k 10k 10k 10k F112 F1 11uO1=(uI1uI2)第一级为加法运算电路：第一级为加法运算电路：解解第二级为减法运算电路：第二级为减法运算电路：R5R4+R5RF2R3(1)uI3F23uO1 uO=0.3V=0.6V高等教育出版社高等教育出版社第

26、第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 32四、微分运算电路四、微分运算电路uuuORFR2uIiFC uCiCu+=u=0 iF=iC duCuO=RFC dtduIuO=RFC dtduC=CdtuORFOuOtOuItUI当当uI为阶跃电压时为阶跃电压时,uO为尖脉冲电压。为尖脉冲电压。说明说明平衡电阻平衡电阻R2=RF。微分运算电路微分运算电路虚地虚地波形波形高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 33五、五、积分运算电路积分运算电路u=u=0 iI=iF1

27、R1CuO=uIdtuCuuuOR1R2uIiFC iIduCdt C uIR1=uO=uC 说明说明当当uI为阶跃电压时为阶跃电压时,uO随时间线性积分到负饱随时间线性积分到负饱和值为止。和值为止。OuIUIttOuOUOM平衡电阻平衡电阻R2=R1。积分运算电路积分运算电路波形波形虚地虚地高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 3410.6电压比较器电压比较器一、单限电压比较器一、单限电压比较器+UOM电压传输特性电压传输特性R R uIURUOMuOuIuOOURUOMR R uIURuO+UOMuIuOOU

28、R信号输入方式信号输入方式高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 35零电压比较器可以实现波形变换零电压比较器可以实现波形变换,即可以即可以把正弦波变换为方波。把正弦波变换为方波。当当UR=0时，称为零电压比较器时，称为零电压比较器UOMt uIO t uOO UOMR R uIuO零电压比较器零电压比较器输出波形输出波形高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 36例例10.6.1如图所示是利用运放组成的过温保护电如图所示是利用运放组成

29、的过温保护电路，路，R3是负温度系数的热敏电阻，温度升高时，阻值变是负温度系数的热敏电阻，温度升高时，阻值变小，小，KA是继电器，要求该电路在温度超过上限值时，继是继电器，要求该电路在温度超过上限值时，继电器动作，自动切断加热电源。试分析该电路的工作原电器动作，自动切断加热电源。试分析该电路的工作原理。理。解解 从图中可得：从图中可得：正常工作时，正常工作时，uIUR，uO=UOM晶体管晶体管T截止，截止，KA线圈不通电线圈不通电,KA不会动作。不会动作。uOR1 R2uIUCCR4R3UR T KA R2R1R2UR=UCC(2)R4R3R4uI=UCC(1)高等教育出版社高等教育出版社第第

30、第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 37当温度超过上限值时，当温度超过上限值时，R3的阻值下降；的阻值下降；根据公式根据公式(1)可知可知uI增加增加，当当uIUR时，时，uO=UOM晶体管晶体管T饱和导通，饱和导通，KA线圈通电线圈通电,KA产生动作，产生动作，切除加热电源，切除加热电源，实现过温保护。实现过温保护。uOR1 R2uIUCCR4R3UR T KA 高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 38+UOMUOM 二、二、二、二、滞回电压比较器滞回电压比

31、较器滞回电压比较器滞回电压比较器当当uO=+UOM时时,u+=UH=RF R2+RFUR+R2 R2+RFUOM当当uO=UOM时时,u+=UL=RF R2+RFURR2 R2+RFUOMO uOuIULUHuO+_R1 R2uIUR RF滞回电压比较器滞回电压比较器电压传输特性电压传输特性上限触发电压上限触发电压下限触发电压下限触发电压高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 39+UOMUOMOuOuIULUHuO+_R1 R2uIUR RfU=UHUL称为滞称为滞回宽度回宽度改变改变R2和和RF，可以改变，可以

32、改变 U、UL、UH。电压传输特性电压传输特性滞回电压比较器滞回电压比较器高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 40 三、三、三、三、双限电压比较器双限电压比较器双限电压比较器双限电压比较器当当uIUL时时,uO1=UOM uO2=UOM当当uIUH时时,uO1=UOM uO2=UOM当当UHuIUL时时,uO1=UOMuO2=UOMuO=UOMuO=UOMuHuO2uO1D1D2uOuLuIuLuHuIuOO+uOMuO=0双限电压比较器双限电压比较器电压传输特性电压传输特性高等教育出版社高等教育出版社第第第第

33、10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 41AoF=110.7RC 正弦波振荡电路正弦波振荡电路UoUi Uf放大电路放大电路 A0反馈电路反馈电路 F正弦波振荡器原理电路正弦波振荡器原理电路 uOR CCRFR1 R RC 正弦波振荡器正弦波振荡器Uf=FUoUo AoUi=反馈电路反馈电路同相比同相比例电路例电路高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 421.1.自励振荡的相位条件自励振荡的相位条件自励振荡的相位条件自励振荡的相位条件反馈电压反馈电压 Uf的相位要与输

34、入电压的相位要与输入电压 Ui的相位的相位 相同。相同。即必须是正反馈。即必须是正反馈。RC 串并联电路串并联电路 Uf=Ui UO R R CC =UfUoRXC3jR2XC1=2Z并并Z总总(RjXC)R(jXC)R(jXC)=高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 43UfUoR=XC=2p pfnC 112p pR C fn=RXC3jR2XC1=2若满足若满足Uf和和Ui同相位同相位=UfUo13振荡频率振荡频率F=RC 串并联选频电路串并联选频电路 Uf=Ui Uo R R CC 改变改变R、C 可以改

35、变振荡频率。可以改变振荡频率。高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 44|Ao|=3=UfUoF=132.2.自励振荡的幅度条件自励振荡的幅度条件自励振荡的幅度条件自励振荡的幅度条件 反馈电压与输入电压大小相等。反馈电压与输入电压大小相等。即即|Ao|F|=1。RFR11=3F=2R1 Uf=FUoUo AoUi=uOR R CCRFR1RC 正弦波振荡器正弦波振荡器高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 45RC 正弦波振荡器正弦波

36、振荡器再反馈再反馈Ui=Uf=|F|Uo23.自励振荡的起振条件自励振荡的起振条件自励振荡的起振条件自励振荡的起振条件 振荡电路的组成振荡电路的组成接通电源接通电源Uo1反馈反馈Ui=Uf=|F|Uo1放大放大Uo2=|Ao|F|Uo1Uo1再放大再放大Uo3=|Ao|F|Uo2 Uo2起振的过程起振的过程 放大电路放大电路 正反馈电路正反馈电路 选频网络选频网络反馈电路反馈电路放大电路放大电路 uOR CCRFR1 R 选频电路选频电路高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 46 才能起振才能起振 振荡稳定振荡稳

37、定 不能起振不能起振|Ao|F|1|Ao|F|=1|Ao|F|1总之，起振过程是由总之，起振过程是由|Ao|F|1，一直到一直到|Ao|F|=1，达到稳定的过程。达到稳定的过程。振荡波形振荡波形高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 47|Ao|=3RF=2R1振荡稳定时振荡稳定时:|Ao|F|=1|Ao|3RF 2R1起振时起振时:|Ao|F|1RF为非线性电阻，为非线性电阻，选择负温度系数的热敏变阻。选择负温度系数的热敏变阻。uOR R CCRFR1RC 正弦波振荡器正弦波振荡器高等教育出版社高等教育出版社第第

38、第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 48*10.8有源滤波器有源滤波器 滤波器是一种选频电路。滤波器是一种选频电路。按电路组成分为：按电路组成分为：无源滤波电路：由无源元件无源滤波电路：由无源元件 R、L、C 组成组成 的滤波器。的滤波器。有源滤波电路：含有放大电路的滤波器。有源滤波电路：含有放大电路的滤波器。按频率范围分为：按频率范围分为：低通、高通、带通和带阻滤波器等。低通、高通、带通和带阻滤波器等。高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 49一、低通滤波器一

39、、低通滤波器在在RC 回路回路中中根据同相比例运算电路根据同相比例运算电路RFR1=(1)CRFR1R U=UC=RjXC Ui jXC1j RC Ui=Uo=(1RFR1)U+1j RC UiUoUi低通滤波器低通滤波器高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 501j RC =RFR11当当 =0=时时,RC 1称为截止角频率称为截止角频率。RFR11|Au|=1(RC)2|Am|Au|=12RFR1（1）=12幅频特性幅频特性0|Au|1O|Am|Am|当当=0时，时，|Au|=RFR11|Am|=Au=UoU

40、i频率小于频率小于 0的信号可以通过。的信号可以通过。高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 51二、高通滤波器二、高通滤波器在在RC 回路中：回路中：根据同相比例运算电路，可得根据同相比例运算电路，可得R jXC=Ui U+R=Ui1j RC1Ui1j RC1RFR1=(1)RFR1Uo=)U+(1CRFR1R UoUi高通滤波器高通滤波器高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 52Ui=UoRfR111j RC 1RC 1其中其中

41、0=Au=幅频特性幅频特性0T(j)AmOAm21RFR11|Au|=1()2 RC1当当=时，时，|Au|=|Am|Am|当当 =0时，时，|Au|=2RFR1=1频率大于频率大于 0的信号可以通过。的信号可以通过。高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 5310.9应用实例应用实例 将集成运算放大器与磁电式直流电流表头将集成运算放大器与磁电式直流电流表头（如下图示）相结合，可构成内阻大于（如下图示）相结合，可构成内阻大于10MV的直流电压表和内阻小于的直流电压表和内阻小于1 的直流微安表。的直流微安表。磁电式直

42、流电流表头磁电式直流电流表头高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 54一、直流电压表一、直流电压表直流电压表的原理电路直流电压表的原理电路RFRR UoUxV高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 分压器分压器55一、直流电压表一、直流电压表扩大量程的同相输入式直流电压表的实际电路扩大量程的同相输入式直流电压表的实际电路高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器

43、器 56一、直流电压表一、直流电压表当输入电压当输入电压Ux=50mV时：时：输出电压输出电压UO为：为：此时电压表达到满量程，表示被测电压此时电压表达到满量程，表示被测电压的大小为的大小为50mV。高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 57一、直流电压表一、直流电压表当输入电压当输入电压Ux=50V时：时：可见，此时可见，此时U+仍不超过仍不超过25mV，输出电，输出电压压UO仍为仍为150mV达到满量程，表示被测电压达到满量程，表示被测电压的大小为的大小为50V。该电压表的量程为该电压表的量程为050V。高等

44、教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 58二、直流电流表二、直流电流表该电流表的内阻该电流表的内阻RI很小，约为很小，约为直流电流表原理电路直流电流表原理电路RMIxm mAIF表头内阻表头内阻高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 59二、直流电流表二、直流电流表表头电流表头电流I与被测与被测电流电流Ix的关系为：的关系为：高灵敏度直流电流表电路高灵敏度直流电流表电路RMIxm mAI1R1R2I利用运放和利用运放和100A表头构成的直流电流表，表头构成的直流电流表，只要参数选取得当，可实现量程为只要参数选取得当，可实现量程为10A、内阻小于内阻小于1 的高精度微安表。的高精度微安表。高等教育出版社高等教育出版社第第第第10101010章章章章 集集集集成成成成运运运运算算算算放放放放大大大大器器器器 第第 10 章章 结结 束束 下一章下一章上一章上一章返回主页返回主页高等教育出版社高等教育出版社