电工电子第7章 集成运算放大器.ppt

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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第第7章章 集成运算放大器集成运算放大器7.1 集成运算放大器的简单介绍集成运算放大器的简单介绍7.2 运算放大器在信号运算方面的应用运算放大器在信号运算方面的应用7.3 运算放大器在信号处理方面的应用运算放大器在信号处理方面的应用7.4 使用运算放大器应注意的几个问题使用运算放大器应注意的几个问题 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.了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。2.2.理解运

2、算放大器的电压传输特性，理解理想运理解运算放大器的电压传输特性，理解理想运理解运算放大器的电压传输特性，理解理想运理解运算放大器的电压传输特性，理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法。算放大器并掌握其基本分析方法。算放大器并掌握其基本分析方法。算放大器并掌握其基本分析方法。3.3.理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的工作原理。分运算电路的工作原理。分运算电路的工作原理。分运算电路的工作原理。4.4.理解电压比较器的工作原理和应用。理解电压比较器的工作原理和应用

3、。理解电压比较器的工作原理和应用。理解电压比较器的工作原理和应用。本章要求本章要求第第7章章 集成运算放大器集成运算放大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7.1 集成运算放大器的简单介绍集成运算放大器的简单介绍一一.集成运算放大器的特点集成运算放大器的特点集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路，是发展最早、应用最广泛的一种接耦合放大电路，是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。模拟集成电路。特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸

4、特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸Auo 高高:80dB140dBrid 高高:105 1011 ro 低低:几十几十 几百几百 KCMRR高高:70dB130dB集成运放的符号：集成运放的符号：集成运放的符号：集成运放的符号：uo+Auou+u。+UCCUEE 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+UCCUEEu uo ouu+二二.集成运放内部电路的简单说明集成运放内部电路的简单说明输入级输入级中间级中间级 输出级输出级同相同相输入端输入端输出端输出端反相反相输入端输入端输入级：输入级：输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信

5、号，都采用差放电路号，都采用差放电路。中间级：中间级：要求电压放大倍数高。常采用共发射极放大要求电压放大倍数高。常采用共发射极放大 电路构成。电路构成。输出级：输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力 强，一般由射极输出器构成。强，一般由射极输出器构成。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三三.主要参数主要参数1.最大输出电压最大输出电压 UOPP 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压2.开环电压放大倍数开环电压放大倍数 Auo 运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。运放没有接反

6、馈电路时的差模电压放大倍数。Auo 愈高，所构成的运算电路越稳定愈高，所构成的运算电路越稳定6.共模输入电压范围共模输入电压范围 UICM 运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，运放的共模抑制性能下降运放的共模抑制性能下降愈小愈好愈小愈好愈小愈好愈小愈好3.输入失调电压输入失调电压 UIO4.输入失调电流输入失调电流 IIO5.输入偏置电流输入偏置电流 IIB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四四.理想运算放大器及其分析依据理想运算放大器及其分析依据1.理想运算放大器理想运算放大器Auo ，rid ，ro 0，KCMRR

7、 2.电压传输特性电压传输特性 uo=f(ui)线性区：线性区：uo=Auo(u+u)非线性区：非线性区：u+u 时，时，uo=+Uo(sat)u+u 时，时，uo=+Uo(sat)u+UUR R u ui i =U=UR Ru ui iU u 时，时，uo=+Uo(sat)u+uu 时，时，时，时，u uo o=+=+U Uo o (sat)(sat)u u+uu 时，时，时，时，u uo o=U Uo o (sat)(sat)即即即即 u ui iUUUR R 时，时，时，时，u uo o =U Uo o (sat)(sat)ui=UR 处，处，uo 发生跃变发生跃变参考电压参考电压下一页

8、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uitOUROuot+Uo(sat)Uo(sat)t1t2例例1URuouiR2+R1+电压传输特性电压传输特性 U Uo o(sat(sat)+U Uo o(sat(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ui UR，uo=+Uo(sat)ui UR，uo=Uo(sat)URuouiR2+R1+uiuoURR2+R1+U Uo o(sat(sat)+U Uo o(sat(sat)uiuoOUR输入信号接在反相端输入信号接在反相端输入信号接在反相端输入信号接在反相端输入信号接在同相端输入信号接在同相端输

9、入信号接在同相端输入信号接在同相端电压传输特性电压传输特性 U Uo o(sat(sat)+U Uo o(sat(sat)uiuoOUR思考：思考：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URuouiR2+R1+uiuoURR2+R1+Ot+Uo(sat)Uo(sat)uo输输输输入入入入信信信信号号号号接接接接在在在在反反反反相相相相端端端端输输输输入入入入信信信信号号号号接接接接在在在在同同同同相相相相端端端端uitOUROuot+Uo(sat)Uo(sat)t1t2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.过零电压比较器过零电压比较器过零电压比较

10、器过零电压比较器利用电压比较器利用电压比较器利用电压比较器利用电压比较器将正弦波变为方波将正弦波变为方波将正弦波变为方波将正弦波变为方波URuouiR2+R1+电压传输特性电压传输特性电压传输特性电压传输特性 U Uo o(sat(sat)+U Uo o(sat(sat)u ui iu uo oO OU UR R=0=0tuiO Otuo+Uo(sat)Uo(sat)O O缺点：缺点：抗干扰能力差，若抗干扰能力差，若UR=0抖动，由于灵敏度高，抖动，由于灵敏度高，Uo会高低振荡会高低振荡优点：优点：灵敏度高，反应快灵敏度高，反应快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

11、.滞回比较器滞回比较器滞回比较器滞回比较器上门限电压上门限电压上门限电压上门限电压下门限电压下门限电压下门限电压下门限电压 电路中引入正反馈电路中引入正反馈电路中引入正反馈电路中引入正反馈RF当当 uo=+Uo(sat)，则则 当当 uo=Uo(sat)，则则门限电压受输门限电压受输出电压的控制出电压的控制R2uoui+R1+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上门限电压上门限电压上门限电压上门限电压 UU+：u ui i 逐渐逐渐逐渐逐渐增加增加增加增加时的门限电压时的门限电压时的门限电压时的门限电压下门限电压下门限电压下门限电压下门限电压UU+：u ui i 逐渐逐渐

12、逐渐逐渐减小减小减小减小时的门限电压时的门限电压时的门限电压时的门限电压uiuoO Uo(sat)+Uo(sat)电压传输特性电压传输特性uitOuoOt+Uo(sat)Uo(sat)两次跳变之间具有迟两次跳变之间具有迟滞特性滞特性滞回比较器滞回比较器RFR2uoui+R1+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解：解：解：解：对图（对图（对图（对图（1 1）上门限电压上门限电压上门限电压上门限电压 下门限电压下门限电压下门限电压下门限电压例：例：例：例：电路如图所示，电路如图所示，电路如图所示，电路如图所示，U Uo o(sat(sat)=6V=6V，U UR R =5V=5V，R RF F =20k=20k ，R R2 2=1=10k0k ，求上、下门限电压。求上、下门限电压。求上、下门限电压。求上、下门限电压。（1 1）R RF FR R2 2u uo ou ui i+R R1 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（1 1）R RF FR R2 2u uo ou ui i+R R1 1+u ui iu uo oO O-6 6-2-22 26 6 图图图图(1)(1)的电压传输特性的电压传输特性的电压传输特性的电压传输特性