武汉理工大学模电运放电信.pptx

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1、9.1.1 理想运放参数理想运放参数（b）国内外常用符号）国内外常用符号 9.1 概述概述（a）国标符号）国标符号AA 开环电压增益开环电压增益:Avo=,=,（105 很高）很高）输入电阻输入电阻:Ri=,（106 很大）很大）输出电阻输出电阻:ro=0=0 （100 很小）很小）开环带宽开环带宽BW=,（实际中很少）（实际中很少）KCMR=。vP=vN，vO0，失调电压为零；，失调电压为零；越大越好的参数为越大越好的参数为，越小越好的参数为，越小越好的参数为0 0。第1页/共68页9.1.2 运放的线性工作状态运放的线性工作状态-虚短和虚断虚短和虚断又又 Ri=,（106 很大）很大）ii

2、 0 0 ，即：，即：虚断虚断 利用利用“虚短虚短”和和“虚断虚断”，可以简化运算放大器电路的分析，可以简化运算放大器电路的分析过程。过程。vPvN，即：，即：虚短虚短；vOAvo(vPvN)而，而，-VCC vO VCC）开环电压增益开环电压增益:Avo=,=,第2页/共68页1）运算放大器为理想运放：Aod、rid 等均为，ro等均为0。满足：uNuP，虚短；iNiP0，虚断3）电路构成：引入电压负反馈。无源网络2 2）工作于线性放大区:u uO OA Aodod(u uP P u uN N)线性应用时运算放大电路的工作条件线性应用时运算放大电路的工作条件（2）滤波电路：低通、高通、带通等

3、；描述方法：运分析传递函数:线性应用：（1）运算电路：加、减、乘、除、积分、微分、对数、指数等；描述方法：运算关系式 uOf(uI)（3）分析方法：利用“虚短”和“虚断”列相关节点电流方程。9.1.2 运放的线性工作状态运放的线性工作状态-虚短和虚断虚短和虚断第3页/共68页9.1.3 运算放大器的非线性工作状态运算放大器的非线性工作状态 一般，在线性工作区，一般，在线性工作区，|vP-vN|uN时，uOUOM uP2应用：让已知频率的信号通过,通信系统，如收音机等。9.3.1 基本概念第26页/共68页2)有源滤波电路的有源滤波电路的分类分类(4)带阻（带阻（BEF）(陷波陷波)(Band-

4、Elimination Filter)电路构成：低通1高通2vivo1vo是否可由低通和高通串接而成？怎么构成？1UN即即 vi0 时，时，vOmax=+VCCUPUN 即即vi VN即即viVREF 时，时，vOmax=+VCCVPVN即即viVN，VOH VPVP即即viVT+时，时，vO=VOLVPVN即即viVT-时，时，vO=VOH回差电压为：vi上上升升时时与与VT+比比较较，vI下下降时与降时与VT-比较。比较。viVT+时，时，vO=VOLViR1VoVREFR2A9.4.3 迟滞电压比较器迟滞电压比较器第48页/共68页同相输入迟滞电压比较器ViR1VoVREFR2A 同相输

5、入迟滞电压比较器（1）电路的组成：）电路的组成：引入正反馈电路，输入信号从正相端输入。（2）门限电压的计算：）门限电压的计算：令令VP=VN,得到上门限电压为：得到下门限电压为：VPVN=VREF，VOH VPVN即即viVT+时，时，vO=VOHVNVP即即viVT+时，时，vo=VOHvi到到viVT+时翻转，时翻转，vo=VOHvi到到viVT-时翻转，时翻转，vo=VOL过程分析：过程分析：viuN=uREF，uZ uPURH时，uO1=uO2=UOM，D1导通，D2截止；uO=UZ。当uIURL时，uO2=uO1=UOM，D2导通，D1截止；uO=UZ。当URLuI URH时，uO1

6、=uO2=UOM，D1、D2均截止；uO=0。将vi变化区间分成三个，第54页/共68页1）单单门门限限：单单运运放放开开环环，只只有有一一个个阈阈值值，输输入入电电压压单单调调变变化化使输出电压只跃变一次。使输出电压只跃变一次。三种比较器总结三种比较器总结2）迟迟滞滞(双双门门限限)：单单运运放放正正反反馈馈，有有二二个个阈阈值值；输输入入电电压压的的变变化化方方向向不不同同，阈阈值值电电压压也也不不同同，上上升升时时阈阈值值为为上上门门限限值值，下下降降时时阈阈值值为为下下门门限限值值；输输入入电电压压单单调调变变化化使使输输出出电电压压只只跃跃变一次。变一次。具有滞回特性。具有滞回特性。

7、2）窗窗口口：双双运运放放开开环环，有有二二个个阈阈值值；输输入入电电压压单单调调变变化化使使输输出电压跃变二次。出电压跃变二次。第55页/共68页基本构成基本构成基本原理：通过迟滞比较器输出的正、负饱和电压对RC电路进行充电或放电，电容上电压的升高或降低，又作为比较器控制Uo状态翻转的信号，Uo的跳变又进而控制了电容上的电压是充电或放电，如此循环，可在比较器的输出端得到方波或矩形波。迟滞比较器RC充放电定时电路积分电路Vo9.4.5 方波发生器方波发生器第56页/共68页R2R1 Uo经R对C充电，Uc，以指数规律趋向+UZ，当UcUTH，状态翻转，Uo从+UZ-UZ，C放电，UC减小，当U

8、cUTL，状态翻转，Uo从-UZ+UZ，然后周而复始，Uo为方波。设Uc(o)0,Uo=+UZ,UTH、UTL工作原理 9.4.5 方波发生器方波发生器第57页/共68页占空比可调电路占空比可调电路为了占空比调节范围大，R3应如何取值？正向充电和反向充电时间常数可调，占空比就可调。9.4.5 方波发生器方波发生器第58页/共68页矩形波经过积分器矩形波经过积分器三角波。三角波。两个RC环节实际电路将两个RC 环节合二为一uO要取代uC，必须改变输入端。集成运放应用电路的分析方法：化整为零（分块），分析功能（每块），统观整体，性能估算9.4.5 方波发生器方波发生器第59页/共68页l锯齿波发生

9、器T思考？R3大的大小对波形的影响？使三角波电路的正、反向积分时间常数不同锯齿波电路。第60页/共68页9.5 集成运算放大器应用中应注意的问题集成运算放大器应用中应注意的问题P280：1）集成运算放大器器件的选用2）集成运算放大器器件的测试3）集成运算放大器器件的调零4）集成运算放大器器件的保护：（1）电源极性保护；（2）输入保护；（3）输出保护第61页/共68页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例：例：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 时得得（减法运算）（减法运算）例题例题第62页/共68页图1R1RRfvovi1vi2例2-1：如图

10、电路是由理想集成运算放大器构成的放大电路试写出VO与Vi或Vi1，Vi2及Vi3之间关系式。解：解：方法一：方法一：根据根据“两虚两虚“列列KCL方程方程图一：图一：vvP P=v=vN N，i ii i=0,v=0,vP P=v=vi1i1,i,iR1R1=i=iRfRf,图2R4R9R7R6vi1vi2R2R8vo1vo2R1R5R3vovi3R10例题例题第63页/共68页例2-1：如图电路是由理想集成运算放大器构成的放大电路试写出VO与Vi或Vi1，Vi2及Vi3之间关系式。图1RR1Rfvovi1vi2解：解：方法一：方法一：根据根据“两虚两虚“列列KCL方程方程图2R4R9R7R6

11、vi1vi2R2R8vo1vo2R1R5R3vovi3R10图二：图二：vP=vN，ii=0,vP1=vi1,iR1=iR2,vP2=vi2,iR5=iR6,vP3=vN3例题例题第64页/共68页例2-1：如图电路是由理想集成运算放大器构成的放大电路试写出VO与Vi或Vi1，Vi2及Vi3之间关系式。图1RR1Rfvovi1vi2图2R4R9R7R6vi1vi2R2R8vo1vo2R1R5R3vovi3R10解：解：方法二：方法二：熟悉基本运算单元电路，熟悉基本运算单元电路，结合叠加法直接写出单级关系式结合叠加法直接写出单级关系式图一：图一：当当v vi1=0=0时，为反相比例运算；时，为反

12、相比例运算；v vi2=0=0时，是同相比例运算时，是同相比例运算例题例题第65页/共68页例2-1：如图电路是由理想集成运算放大器构成的放大电路试写出VO与Vi或Vi1，Vi2及Vi3之间关系式。图1RR1Rfvovi1vi2图2R4R9R7R6vi1vi2R2R8vo1vo2R1R5R3vovi3R10解：解：方法二：方法二：熟悉基本运算单元电路，熟悉基本运算单元电路，结合叠加法直接写出单级关系式结合叠加法直接写出单级关系式图二：图二：A1A1、A A2为同相比例运算为同相比例运算当当v vi3=0=0时为同相加法运算，当时为同相加法运算，当v vo2=0=0，v vo1=0=0时为反相比

13、例运算时为反相比例运算例题例题第66页/共68页例2-1：如图电路是由理想集成运算放大器构成的放大电路试写出VO与Vi或Vi1，Vi2及Vi3之间关系式。结束图1RR1Rfvovi1vi2图2R4R9R7R6vi1vi2R2R8vo1vo2R1R5R3vovi3R10解：解：方法二：方法二：熟悉基本运算单元电路，熟悉基本运算单元电路，结合叠加法直接写出单级关系式结合叠加法直接写出单级关系式图二：图二：A1A1、A A2为同相比例运算为同相比例运算当当v vi3=0=0时为同相加法运算，当时为同相加法运算，当v vo2=0=0，v vo1=0=0时为反相比例运算时为反相比例运算例题例题第67页/共68页感谢您的观看！第68页/共68页