第九章 集成运算放大器基础 第一节 零点漂移 第二节 差动放大.ppt

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1、电电路路与与电电子子技技术术基基础础第九章第九章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础第九章第九章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础 第一节第一节 零点漂移零点漂移 第二节第二节 差动放大电路差动放大电路 9.2.1 基本形式基本形式 9.2.2 长尾式差动放大电路长尾式差动放大电路 9.2.3 恒流源差动放大电路恒流源差动放大电路 第三节第三节 集成运放主要参数与选择集成运放主要参数与选择 9.3.1 集成运放的主要参数集成运放的主要参数 9.3.2 集成运放的选择集成运放的选择 第四节第四节 集成运算放大器的应用集成运算放大器的应用 9.4.1 集成运放的使用集成运放的使用 9.4.2

2、 信号运算电路信号运算电路 9.4.3 有源滤波器有源滤波器电电路路与与电电子子技技术术基基础础第九章第九章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础研究对象：集成运算放大器的应用。关注焦点：如何利用理想运放的特点，分析运放电路。本章主要讨论集成运放的应用（9-3，9-4），关于集成运放的工作原理和内部结构留给要深入了解集成运放同学自学。集成运放的应用，最早开始于模拟量的运算，随着集成电路技术的迅速发展，集成运放的性能得到了很大程度的改进和提高，从而使集成运放的应用日益广泛。集成运放的应用电路从功能上分有信号运算、信号处理、信号产生电路等。信号运算一般应包括比例运算、加减运算、积分和微分运算、对数

3、和反对数运算、除法运算等；信号处理电路包括有源滤波、电压比较器和采样保持电路等；信号产生电路是利用运放产生正弦信号和各种非正弦信号等。电电路路与与电电子子技技术术基基础础第九章第九章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础+Ucc-Ucc认识集成运算放大器。认识集成运算放大器。目前集成运放常见封装方式有圆金属壳式和双列直插式封装，后者居多。双列直插式有8、10、12、14、16管脚等种类，虽然它们的外引线排列日趋标准化，但各制造厂仍略有区别。因此，使用运放前必须查阅有关手册，辨认管脚，以便正确连线。在这些管脚中，有一个同相输入端、一个反相输入端和一个输出端，有正、负电源输入端和公共地端。此外根据

4、设计的不同要求还有若干个外接调零端。至少有一个外接调零端。-反相输入端+同相输入端输出端电电路路与与电电子子技技术术基基础础第九章第九章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础集成运算放大器的常用技术指标集成运算放大器的常用技术指标开环增益：器件输出电压同相应输入电压的比值。它表示器件放大倍数的大小电压增益：输出电压变化量同相应输入电压变化量比值电源电压范围：器件正常工作的电源电压变化范围。电源电流：器件输入为0、输出开路、正常工作时从电源拉出的电流输入失调电压：使器件输出0V时的输入电压。输入电阻：在一个输入端接地时，输入电压的变化量与输出电流变化两的比。输入电压范围：使器件能够正常工作的输入

5、电压的变化范围。电源电压拟制比：电源电压规定的变化量与此范围内是如失调电压变化量之比。共模拟制比：开环增益与共模增益的比值，单位是dB。带宽：电压增益降至低频率值以下3dB时的频率。转换时间：输入大的阶跃信号后，受内部限制可以得到输出电压的变化速率。电电路路与与电电子子技技术术基基础础第九章第九章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础集成运算放大器的重要指标集成运算放大器的重要指标 Uo(V)10V-0.4 -0.2 -0.3 -0.1 0.1 0.2 0.3 0.4 Uid(mV)-10V 线性区开环差模电压放大倍数Aod：一般Aod越大越好，理想情况Aod=+-Uid-+Uo-最大输出电压

6、Uop-p：集成运放最大不失真输出电压的峰-峰值。例如F007若电源电压为15V，Uop-p=10V，若Aod=105，则Uid=0.1mA+uid rid-Aod+ro uo差模输入电阻rid：差模输入电阻越大越好，理想情况rid=。输出电阻ro：输出电阻越小，说明带负载能力越强。理想情况ro=0电电路路与与电电子子技技术术基基础础第九章第九章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础一、使用运放首先做的工作一、使用运放首先做的工作1.集成运放的引脚多少2.参数测量3.调零或调整偏置电压4.消除自激振荡二、保护措施二、保护措施1.输入保护2.输出保护3.电源端保护三、输出电压与输出电流的扩展三、

7、输出电压与输出电流的扩展1.提高输出电压2.增大输出电流使用集成运放应注意的问题使用集成运放应注意的问题电电路路与与电电子子技技术术基基础础第九章第九章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础由于集成运放的Aod=，所以集成运放的实际应用中都加入反馈。1.加入负反馈的两个重要结论反相输入端与同相输入端近似等电位，即U+U-。“虚短路虚短路虚短路虚短路”集成运算放大器电路的分析方法集成运算放大器电路的分析方法Aod -Uid +Uo-+U-+U+-集成运放工作在线性区时，输入与输出的关系满足如下关系：输入电流为零，即i=0，因为rid=。“虚断路虚断路虚断路虚断路”2.加入正反馈的两个重要结论输出

8、只有两种可能取值。输入电流为零，即i=0，因为rid=电电路路与与电电子子技技术术基基础础第九章第九章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础比例运算电路比例运算电路所谓比例运算就是输出量和输入量成比例关系利用“虚短路”和输入电流为0可得由集成运放构成的信号运算电路的分析由集成运放构成的信号运算电路的分析 if Rf i1 R1ui Rp uo-A+由式可知，输出电压与输入电压成比例，且相位相反，其比例系数只与Rf/R1有关，而与运放参数无关。输入电阻为：电电路路与与电电子子技技术术基基础础第九章第九章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础由刚才的分析知，输入电压与输出电压成比例，但相位相反，若

9、欲使输出电压与输入电压成比例，且同相位，则可有下列电路得到。差动比例运算电路：为了使输入端平衡以提高共模拟制比，取R1=R2，Rf=R3 if Rf R1 Rp uoui-A+Rf R1ui1 R2 uoui2 R3-A+电电路路与与电电子子技技术术基基础础第九章第九章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础加、减法运算电路加、减法运算电路加法运算电路。平衡电阻Rp=R1/R2/R3/Rf因为i=0，所以ui1ui2ui3 if Rfi1 R1 ii2 R2 uoi3 R3 Rp-A+若使R1=R2=R3=Rf，则 R2ui2 R1 R2 R2 R2 ui1 uo1 uo-A+-A+减法运算电路

10、电电路路与与电电子子技技术术基基础础第九章第九章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础积分、微分运算电路积分、微分运算电路积分电路积分电路就是将反相比例运算电路中的反馈电阻Rf用电容C来代替。iC C iR Rui Rp uo-A+iR R iC Cui Rp uo-A+微分电路微分电路是将反相比例运算电路中的R1用电容C来代替。电电路路与与电电子子技技术术基基础础第九章第九章 集成运算放大器基础集成运算放大器基础一阶源滤波器一阶源滤波器0 c 0 c 低通 高通0 cl 0 ch 0 cl0 ch 带通 带阻有源滤波电路有源滤波电路滤滤波波器器就是能从信号中选出有用频率信号、衰减无用频率信号的电路。滤波器通常按它所能传输的信号频率范围分为：R1 Rf R uouI C-A+0-3 1