模电运算放大电路.ppt

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1、Fundamental of Electronic TechnologyCTGU12.1 集成运算放大器集成运算放大器2.2 理想运算放大器理想运算放大器2.3 基本线性运放电路基本线性运放电路2.4 同相输入和反相输入放大同相输入和反相输入放大 电路的其他应用电路的其他应用21.掌握基本运算电路的构成及其掌握基本运算电路的构成及其信号运算关系；信号运算关系；2.掌握运算放大器线性应用与非掌握运算放大器线性应用与非线性应用的特点。线性应用的特点。3一、集成运算放大器的内部组成单元输入级中间级偏置 电路输出级输入端输出端输 入 级：由差放构成由差放构成。可减小零点漂移和抑制干扰。中 间 级：共射

2、放大电路共射放大电路。用于电压放大。输 出 级：互补对称电路互补对称电路。降低输出电阻，提高带载 能力。偏置电路：由恒流源电路构成。确定运放各级的静态 工作点。2.1 集成电路运算放大器集成电路运算放大器4 在制造工艺上，运放中很难制造电感、电容元件，所以需要时一般都采取外接的方法。制造电阻比较容易，而制造晶体管却最容易。运放举例：LM741 LM741 1 2 3 48 7 6 5 7417614325822反相输入端反相输入端 出于集成化的原因及放大缓变信号和直流信号的需要，运放各级之间均采用直接耦合的方式。66输出端输出端33同相输入端同相输入端44正电源端正电源端77负电源端负电源端8

3、8闲置端闲置端（NC）1 1、55接调零电位器接调零电位器5二、运放代表符号二、运放代表符号 +-u-u+uo国家标准规定符号国家标准规定符号国外常用符号国外常用符号三、运算放大器的电路模型Avo(vp-vN)VpvNvoriro6o+Uo(sat)-Uo(sat)实际特性理想特性u+-u-开环电压放大倍数高(104-107)；输入电阻高（约几百K）；输出电阻低（约几百）；漂移小、可靠性高、体积小、重量轻、价格低。四四 电压传输特性电压传输特性Vo=Avo(vp-vN)73）开环输出电阻 ro02）差模输入电阻 rid 4）共模抑制比 KCMRR 理想运放及其分析依据 理想化条件理想化条件：1

4、）开环电压放大倍数 Auo2.2 理想运算放大器理想运算放大器 Avo(vp-vN)VpvNvo8反相放大电路反相放大电路同相放大电路同相放大电路电路形式：电路形式：反馈类别：反馈类别：电压并联负反馈电压并联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈分析要点：分析要点：抓住虚断与虚地：抓住虚断与虚地：抓住虚断与虚短：抓住虚断与虚短：闭环电压闭环电压增益：增益：2.3 基本线性运放电路基本线性运放电路91.比例运算电路比例运算电路电压并联负反馈电压并联负反馈（1）反相比例运算电路反相比例运算电路利用虚短和虚断得利用虚短和虚断得输出与输入反相输出与输入反相101.比例运算电路比例运算电路电压串联负反馈电压

5、串联负反馈（2）同相比例运算电路同相比例运算电路利用虚短和虚断得利用虚短和虚断得输出与输入同相输出与输入同相电压跟随器电压跟随器112.加法电路加法电路 根根据据虚虚短短、虚虚断断和和N点点的的KCL得：得：若若则有则有（加法运算）（加法运算）输出再接一级反相电路输出再接一级反相电路可得可得123.减法电路减法电路第一级反相比例第一级反相比例第二级反相加法第二级反相加法（1）利用反相信号求和以实现减法运算）利用反相信号求和以实现减法运算即即当当 时时得得（减法运算）（减法运算）13 从从结结构构上上看看，它它是是反反相相输输入入和和同同相相输输入入相相结结合合的的放放大大电路。电路。（2）利用

6、差分式电路以实现减法运算）利用差分式电路以实现减法运算当当则则若继续有若继续有则则 根根据据虚虚短短、虚虚断断和和N、P点点的的KCL得：得：144.积分电路积分电路式中，负号表示式中，负号表示vO与与vS在相位上是相反的。在相位上是相反的。根根据据“虚虚短短”，得得根根据据“虚虚断断”，得得即即因此因此电容器被充电，其充电电流为电容器被充电，其充电电流为设电容器设电容器C的初始电压为零，则的初始电压为零，则（积分运算）（积分运算）15 当当vS为为阶阶跃跃电电压压时时，电电容容将将以以恒恒流流的的方方式式进进行行充充电电，输输出出电电压压vo与与时间时间t成近似线性关系成近似线性关系:4.积

7、分电路积分电路当当t=时时，-vo=Vs。当当t 时时，vo增增大大，直直到到-vo=+Vom，即即运运放放输输出出电电压压的的最最大大值值Vom受受直直流流电电源源电电压压的的限限制制，致致使使运运放放进进入入饱饱和和状状态态，vo保持不变，而停止积分。保持不变，而停止积分。165.微分电路微分电路利用虚地、虚断有：利用虚地、虚断有：设设电电容容器器C初初始始电电压压为为零零，当接入信号电压后，有：当接入信号电压后，有：上式表明，输出电压上式表明，输出电压vo正比于输入电压正比于输入电压vs对时间的微分。对时间的微分。17当当输输入入信信号号vs为为图图a所所示示的的阶阶跃跃信信号号时时，在在t=0时时，输输出出电电压压为为一一有有限限值值，随随着着电电容容器器C的的充充电电，输输出出电电压压逐逐渐渐地地衰衰减减，最最后后趋趋于于零零。如图如图b所示。所示。18