模拟集成电路及应用.pptx

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1、特殊问题:R2、RE2:为设置合适的Q点而增加。1.前后级Q点相互影响:+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2RE2直接耦合电路的特殊问题第1页/共154页2.零点漂移:uot0 当 ui=0 时：特殊问题:uiRC1R1T1R2+UCCuoRC2T2RE2有时会将信号淹没第2页/共154页1.结构:对称uoui1+UCCRCR1T1RBRCR1T2RBui2基本型差动放大器第3页/共154页2.抑制零漂的原理:uo=uC1-uC2 =0uo=(uC1+uC1 )-(uC2+uC2)=0当ui1=ui2 =0 时：当温度变化时：uoui1+UCCRCR1T1RBRCR1T2RBui2第4

2、页/共154页1.结构:为了使左右平衡，可设置调零电位器:ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE双电源长尾式差放第5页/共154页2.静态分析:温度TICIE =2ICUEUBEIBIC1).RE 抑制温度漂移ui1=ui2=0自动稳定RE:强负反馈作用ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE第6页/共154页2).Q点的计算:直流通路IC1=IC2=IC=IB UC1=UC2=UCCICRC UE1=UE2=IBRBUBE UCE1=UCE2=UC1UE1IC1IC2IBIBIEui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE第7页/共1

3、54页3.动态分析:1)输入信号分类1 差模输入:ui1=-ui2=ud差模电压放大倍数:共模输入:2ui1=ui2=uC共模电压放大倍数:共模抑制比:KCMRR=KCMRR(dB)=(分贝)（Common-Mode Rejection Ratio)(differential mode)(common mode)第8页/共154页3 任意输入:ui1,ui2差模分量:共模分量:uduCui1=uC+udui2=uC-ud 叠加分解2ui1-ui2=2ui1+ui2=例题:ui1=20 mv,ui2=10 mv 则：ud=5mv,uc=15mv ui1=15mv+5mv,ui2=15mv-5mv

4、第9页/共154页输入端 接法双端单端输出端 接法双端单端双端输出：Ad =Ad1单端输出：差模电压放大倍数：ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIC3-UEE差放电路的几种接法第10页/共154页 信号输入方式+VCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2.共模输入信号 ui1=ui2=uC（大小相等,极性相同）理想情况：ui1=ui2 uC1=Uc2 uo=0 AC=0 共模电压放大倍数：（很小，1M,有的可达100M以上。(4)输出电阻roro=几-几十。2.集成运放的主要参数第19页/共154页(5)输入失调电压UIO:反映差动输入级的不对称程度

5、(10)最大差模输入电压UIDM(9)最大共模输入电压UICM(6)输入失调电流IIO(7)输入偏置电流IIB(8)输入失调电压温漂dUIO/dT第20页/共154页3.集成运放的分类按用途分通用型低功耗型高精度、低漂移型高阻型第21页/共154页1.电压传输特性集成运放的电压传输特性是指开环时，输出电压与差模输入电压之间的关系。即:uo=Auo(u+-u-)=Auouid集成运放的电压传输特性第22页/共154页2.理想运放模型（1）“虚短”:运放两输入端的电位相等，即u+=u-。u+u-=uo/Auo=0 u+=u-理想运放：rid KCMR ro 0Auo 结论:（2）“虚断”:两输入端

6、的输入电流为零，即i+=i-=0 。第23页/共154页（2）理想运放工作在非线性区。u+u 时，uo=+Uom u+u 时，uo=Uom 3.分析运放电路的基本依据（1）运放工作在线性区。“虚短”和“虚断”第24页/共154页反馈：凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为反馈。若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是正反馈，反相是负反馈。反馈的基本概念2.2 放大电路中的负反馈第25页/共154页反馈控制系

7、统举例-炉温控制系统第26页/共154页放大器输出输入取+加强输入信号 正反馈 用于振荡器取-削弱输入信号 负反馈 用于放大器开环闭环负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。反馈网络叠加反馈信号实际被放大信号反馈框图：第27页/共154页反馈电路的三个环节：放大：反馈：叠加：负反馈框图：基本放大电路Ao反馈回路F+输出信号输入信号反馈信号差值信号第28页/共154页基本放大电路Ao反馈回路F+开环放大倍数闭环放大倍数反馈系数第29页/共154页AF=Xo/Xi=Xo /(Xd+Xf)=Xo /(+XoF)=XoA11A+F=A1+AF第30页/共15

8、4页3.关于反馈深度的讨论一般负反馈称为反馈深度深度负反馈正反馈自激振荡第31页/共154页1.按反馈信号的极性分类及判断1.负反馈和正反馈正反馈：反馈信号的极性与输入信号的极性相反，即，即反馈的结果增强了原来的输入信号，使净输入信号XdXi，这种反馈称为正反馈。负反馈：反馈信号的极性与输入信号的极性相同，即，即反馈的结果削弱了原来的输入信号，使净输入信号XdXi，这种反馈称为负反馈。2.22 反馈放大电路的分类及判断第32页/共154页根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈信号与输入信号以电压形式叠加决定净输入电压信

9、号。并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈信号与输入信号以电流形式叠加决定净输入电流信号。串联反馈使电路的输入电阻增大；并联反馈使电路的输入电阻减小。2、按输入端的连接方式分类及判别第33页/共154页并联反馈串联反馈第34页/共154页3.按输出端的取样方式分类及判别电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。电压负反馈：可以稳定输出电压、减小输出电阻。电流负反馈：可以稳定输出电流、增大输出电阻。根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。第35页/共154页输出取样方式的判别-输出短路法：注意:输出端短路时，是将R L短路，不一定是对 地短路。电流反

10、馈电压反馈第36页/共154页4、按反馈信号的性质分类及判别交流反馈：反馈信号是交流成分。直流反馈：反馈信号是直流成分。若在反馈网络中串接隔直电容，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。第37页/共154页负反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈输入-串联、并联输出-电流、电压负反馈放大电路的四种组态第38页/共154页1.电压串联负反馈 输出短路法判断是电压反馈或电流反馈 瞬时极性法判断正负反馈 根据反馈信号在输入端与输入

11、信号比较形式的不同，判断串联反馈和并联反馈结论:电压负反馈使输出电压趋于稳定ud=uiuf 第39页/共154页2.电流并联负反馈结论:电流负反馈使输出电流趋于稳定第40页/共154页3.电压并联负反馈4.电流串联负反馈第41页/共154页例试判别图(a)和(b)两个两级放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的各是何种类型和极性的反馈电路。(b)是电流并联负反馈(a)是电压串联负反馈 第42页/共154页负反馈放大器的四种类型负反馈类型有四种组态:电压串联负反馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈第43页/共154页3.2 负反馈的类型及分析方法负反馈的类型(1)根据反馈所

12、采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。如果反馈信号取自电压信号，叫电压反馈。如果反馈信号取自电流信号，叫电流反馈。电压负反馈具有稳定输出电压、减小输出电阻的作用。电流负反馈具有稳定输出电流、增大输出电阻的作用。第44页/共154页RLuoRLuo电压反馈采样的两种形式：第45页/共154页电流反馈采样的两种形式：RLioiERLioiERf第46页/共154页(2)根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号与输入信号电压比较的，叫串联反馈。反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较的，叫并联反馈。串联反馈

13、使电路的输入电阻增大，并联反馈使电路的输入电阻减小。第47页/共154页iifibib=i-if并联反馈ufuiubeube=ui-uf串联反馈第48页/共154页(3)交流反馈与直流反馈有的反馈只对交流信号起作用，称为交流反馈。有的反馈只对直流起作用，称为直流反馈。有的反馈对交直流均起作用。在反馈网络中串接隔直电容，可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。第49页/共154页增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2RfC注：本电路中C1、C2也起

14、到隔直作用。第50页/共154页增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfCRE1第51页/共154页负反馈的分析方法分析步骤：3、是否负反馈？4、是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）1、找出反馈网络（电阻）。2、是交流反馈还是直流反馈？第52页/共154页判断负反馈的方法：瞬时极性法：假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反馈、比较、放大后，再回到输出端，若输出信号与原输出信号的变化极性相反，则为负反馈。反之为正反馈。如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化开始。如果是电流反馈，则要从

15、输出电流的微小变化开始。判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信号的比较关系。第53页/共154页例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。uoufubeuc1ub2uc2ufube=ui-ufuc1ub2uc2uo+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf第54页/共154页例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。ubeuc1ub2uc2此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rfuf第55页/共154页56分析中用到了三极管的集电极与基极相位相

16、反这一性质。第56页/共154页57我们这里分析的是交流信号，不要与直流信号混淆。分析中用到的电压、电流要在电路中标出。并且注意符号的使用规则。如果反馈对交直流均起作用（本题即是），可以用全量。瞬时极性法所判断的也是相位的关系。电路中两个信号的相位不是同相就是反相，因此若两个信号都上升，它们一定同相；若另一个信号下降而另一个上升，它们一定反相。第57页/共154页例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif电压反馈并联反馈uoifib=i+ifuo此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。第58页/共154页+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif三

17、极管的静态工作点如何提供？能否在反馈回路加隔直电容？不能！Rf为三极管提供静态电流！第59页/共154页例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2电流反馈并联反馈iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2第60页/共154页例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2uC1uB2第61页/共154页因为反馈电压：从输入端看，有：根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈vd=vi-vF故为

18、串联负反馈。用“瞬时极性法”判断反馈极性：假设某一瞬时，在放大电路的输入端加入一个正极性的输入信号，按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。一.电压串联负反馈第62页/共154页分立电路电压串联负反馈RLvOvFvd(vbe)vO电压负反馈的特性稳定输出电压稳定过程：负载变化时，输出电压稳定输出电阻第63页/共154页 因为反馈电流：根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈id=ii-iF从输入端看有：反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。故为并联负

19、反馈。二.电压并联负反馈第64页/共154页分立电路电压并联负反馈+UCCRCC2C1Rfuiuoibifii反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈id=ii-iF在输入端有故为并联负反馈。因为反馈电流：第65页/共154页三.电流并联负反馈 因为反馈电流：根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电流串联负反馈又因为在输入端有:id=iI-iF反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。故为并联负反馈。第66页/共154页分立电路组成的电流并联负反馈引入电流负反馈的目的稳定输出电流稳定过程：负载变化时，输出电流稳定输出电阻RL iOiFid iO

20、第67页/共154页 因为反馈电压：Uf=ioRf根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电流串联负反馈vd=vi-vF又因为在输入端有反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。故为串联负反馈。四.电流串联负反馈第68页/共154页分立电路组成的电流串联负反馈IO vF vd IO 引入电流负反馈的目的稳定输出电流稳定过程：负载变化时，输出电流稳定输出电阻RL第69页/共154页 五.反馈类型及判别方法总结1.直流反馈与交流反馈注意电容的“隔直通交”作用 例题1:试判断下图电路中有哪些反馈支路，各是直流反馈还是交流反馈？第70页/共154页2.反馈极性：正反馈与负反馈判定方法“瞬时极性法”例题2:

21、试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。对于串联反馈：输入量与反馈量作用在不同的两点上，若瞬时极性相同为负反馈，瞬时极性相反为正反馈。对于并联反馈：输入量与反馈量作用在同一点上，若反馈元件两端瞬时极性相反为负反馈，瞬时极性相同为正反馈。动画演示第71页/共154页第72页/共154页3.取样方式电压反馈与电流反馈 假设输出端交流短路（RL=0），即UO=0，若反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比 例。判断方法输出短路法：电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比 例。第73页/共154页例题3:试判断下列电路中引入的反馈是电压反馈还是电

22、流反馈。第74页/共154页第75页/共154页串联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极。有：此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反馈。对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。并联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极。有：vd=vi-vFid=iI-iF 4.比较方式串联反馈和并联反馈第76页/共154页例

23、题4:试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈还是并联反馈。第77页/共154页第78页/共154页例题5:试判断下列电路中的反馈组态。解:电压串联负反馈。（a）：第79页/共154页解:电压并联负反馈。（b）：动画演示第80页/共154页（1）串联反馈 5.信号源对反馈效果的影响vd=vI-vF 所以vI应为恒压源，即信号源内阻RS越小越好。要想反馈效果明显，就要求vF变化能有效引起vd的变化。第81页/共154页（2）并联反馈id=iI-iF 所以iI应为恒流源，即信号源内阻RS越大越好。要想反馈效果明显，就要求iF变化能有效引起id的变化。end第82页/共154页基本放大电路Ao反馈回电路

24、F+反馈电路的基本方程负反馈对放大电路性能的影响第83页/共154页反馈深度定义：基本放大电路Ao反馈回路F+第84页/共154页(2)若称为深度负反馈，此时结论：在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关,即负反馈可以提高放大倍数的稳定性。1.对放大倍数的影响(1)负反馈削弱了输入信号，使净输入减小了，因而放大电路的放大倍数下降 第85页/共154页引入负反馈使电路的稳定性提高。Af定量分析第86页/共154页例某负反馈放大器，放大倍数A=104,反馈系数F=0.01，由于外部条件变化使A变化了10%，求Af的相对变化量。解：即A变化了10%时，Af仅变化了0.1%。第87页/共154页

25、2、改善放大电路的非线性失真Aouiuo加反馈前加反馈后ufuiudAoF+改善uouo第88页/共154页3、扩展放大电路的通频带引入负反馈使电路的通频带宽度增加：fABoAoAFBF第89页/共154页4、对输入、输出电阻的影响1.串联负反馈增大输入电阻：2.并联负反馈减小输入电阻：理解：由于串联负反馈使净输入电压ud减小，因而输入电流也减小，故输入电阻增大。理解：并联负反馈存在反馈电流if，使输入电流ii增大，故输入电阻减小。第90页/共154页3.电压负反馈使电路的输出电阻减小：理解：电压负反馈目的是阻止uo的变化，稳定输出电压。放大电路空载时可等效右图框中为电压源：输出电阻越小，输出

26、电压越稳定，反之亦然。roesouoRL第91页/共154页理解：电流负反馈目的是阻止io的变化，稳定输出电流。放大电路空载时可等效为右图框中电流源：输出电阻越大，输出电流越稳定，反之亦然。4.电流负反馈使电路的输出电阻增加：roisoioRL第92页/共154页由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的理想运放。理想运放的条件虚短路放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。虚开路运放工作在线性区的特点1、在分析信号运算电路时对运放的处理.2.3 2.3 集成运算放大器的线性应用集成运算放大器的线性应用第93页/共15

27、4页2.分析运放组成的线性电路的出发点虚短路虚开路放大倍数与负载无关，可以分开分析。u+uo_+uIi信号的放大、运算有源滤波电路3.运放线性应用第94页/共154页作用：将信号按比例放大。类型：同相比例放大和反相比例放大。方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。比例运算电路比例运算电路第95页/共154页i1=ifuo_+RFR1R2uii1if(1)放大倍数虚短路虚开路1、反相比例运算电路结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。虚开路第96页/共154页(2)电路的输入电阻ri=平衡电阻，使输入端对地的静态电阻

28、相等，保证静态时输入级的对称性。R2=R1 /RFuo_+RFR1R2uii1if为保证一定的输入电阻，当放大倍数大时，需增大RF，而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。第97页/共154页4.共模电压电位为0，虚地输入电阻小、共模电压为 0 以及“虚地”是反相输入的特点。_+RFR1R2uii1if(3)反馈方式电压并联负反馈输出电阻很小！第98页/共154页反相比例电路的特点：1.共模输入电压为0，因此对运放的共模抑制比要求低。2.由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。3.由于并联负反馈的作用，输入电阻小，因此对输入电流有一定的要求。4.在

29、放大倍数较大时，该电路结构不再适用。第99页/共154页2、同相比例运算电路_+RFR1R2uiuou-=u+=ui反馈方式：电压串联负反馈。输入电阻高。虚短路虚开路结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。虚开路iiif第100页/共154页同相比例电路的特点：3.共模输入电压为ui，因此对运放的共模抑制比要求高。1.由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。2.由于串联负反馈的作用，输入电阻大。思考：R1时？第101页/共154页_+uiuo此电路是电压并联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。3、电压跟随

30、器结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。Auf=1第102页/共154页例 图示电路中,R1=50k,RF=100k,ui=1 V,求输出电压uo,并说明输入级的作用。解：输入级为电压跟随器，输入电阻很高，起到减轻信号源负担的作用。uo1=ui=1 V Uo=第103页/共154页作用：将若干个输入信号之和按比例放大。类型：同相求和和反相求和。方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。加法运算电路加法运算电路第104页/共154页1、反相求和运算实际应用时可适当增加或减少

31、输入端的个数，以适应不同的需要。R12_+RFR11ui2uoRPui1ii1ii2if第105页/共154页ii2ifii1R12_+RFR11ui2uoRPui1调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。R11=R22=RF时？第106页/共154页三输入加法运算电路第107页/共154页_+R2R1R1ui2uoR2ui1解出：时？.3.3.3.3 减法运算电路差动放大器减法运算电路差动放大器第108页/共154页_+R2R1R1ui2uoR2ui1差动放大器放大了两个信号的差，但是它的输入电阻不高（=2R1）,这是由于反相输入造成的。第109

32、页/共154页例：设计一个加减运算电路，RF=240k，使uo=10ui1+8ui2-20ui3解:(1)画电路。系数为负的信号从反相端输入，系数为正的信号从同相端输入。-R3RF+ui1uoR2R1ui2R4ui3第110页/共154页(2)求各电阻值。-R3RF+ui1uoR2R1ui2R4ui3uo=10ui1+8ui2-20ui3第111页/共154页优点：元件少，成本低。缺点：要求R1/R2/R=R3/R。阻值的调整计算不方便。单运放的加减运算电路改进：采用双运放电路。第112页/共154页 双运放的加减运算电路例设计一个能实现uo=10ui1-2ui2-5ui3运算关系的电路，其中

33、 RF=10 k。uo=-(-10ui1+2ui2+5ui3)第113页/共154页平衡电阻=?uo=-(-10ui1+2ui2+5ui3)第114页/共154页1.它们都引入电压负反馈，因此输出电阻都比较小。2.关于输入电阻：反相输入的输入电阻小，同相输入的输入电阻高。3.同相输入的共模电压高，反相输入的共模电压小。比例运算电路与加减运算电路小结第115页/共154页i1iCui-+RR2Cuo积分运算电路输出量与输入量对时间的积分成正比积分时间常数:第116页/共154页tui0tuo0输入方波，输出是三角波。应用举例1：第117页/共154页tui0tuo0U-UomTM积分时限应用举例

34、2：如果积分器从某一时刻输入一直流电压，输出将反向积分，经过一定的时间后输出饱和。思考：如果输入是正弦波，输出波形怎样，请自己计算。运放实验中请自己验证。第118页/共154页例 积分运算电路如图所示,已知k，0.5 uF,u的初始电压为，输入电压波形ui如图(a)所示,请画出输出电压u o的波形。当0t60ms，ui-5V 第119页/共154页当60t110ms，ui6V 波形如图第120页/共154页例试求图(b)所示电路的uo与ui的关系式。(b)(a)解第121页/共154页其他一些运算电路：对数与指数运算电路、乘法与除法运算电路等，由于课时的限制，不作为讲授内容。积分电路的主要用途

35、：1.在电子开关中用于延迟。2.波形变换。例：将方波变为三角波。3.A/D转换中，将电压量变为时间量。4.移相。第122页/共154页u=u+=01、微分运算u i+uoRR2i1iFC结论:1.输出信号与输入信号对时间的一阶 微分成正比2.微分时间常数:微分运算电路微分运算电路第123页/共154页uit0t0uo若输入：则：若输入为阶跃信号?tuituo第124页/共154页运算电路要求1.熟记各种单运放组成的基本运算电路的电路图及放大倍数公式。2.掌握以上基本运算电路的级联组合的计算。3.会用“虚开路(ii=0)”和“虚短路(u+=u)”分析给定运算电路的 放大倍数。第125页/共154

36、页非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系 uo=f(ui)是非线性函数。由运放组成的非线性电路有以下三种情况：1.电路中的运放处于非线性状态。+Auo比如：运放开环应用uo运放电路中有正反馈，运放处于非线性状态。2.4 集成运算放大器的非线性应用集成运算放大器的非线性应用第126页/共154页2.电路中的运放处于线性状态，但外围电路有非线性元件（二极管、三极管、稳压管等）。ui0时：ui0时：uoui0传输特性-+AuoR1RF1RF2Dui+第127页/共154页3.另一种情况，电路中的运放处于非线性状态，外围电路也有非线性元件（二极管、三极管）。由于处于线性与非线

37、性状态的运放的分析方法不同，所以分析电路前，首先确定运放是否工作在线性区。确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。若有负反馈，则运放工作在线性区；若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。处于非线性状态运放的特点：1.虚短路不成立。2.输入电阻仍可以认为很大。3.输出电阻仍可以认为是0。第128页/共154页+uouiURuoui0+Uom-UomUR当ui UR时,uo=-Uom 1、单门限比较器单门限单门限电压比较器电压比较器第129页/共154页uoui0+UOM-UOM+uoui二、过零比较器:(UR=0时)+uouiuoui0+UOM-UOM第130页/共154页+uouit

38、ui例1：利用电压比较器将正弦波变为方波。uot+Uom-Uom第131页/共154页例2：利用电压比较器构成脉宽调制器。第132页/共154页例2：利用电压比较器构成脉宽调制器。第133页/共154页例3：利用电压比较器构成报警装置。uiUR时指示灯亮第134页/共154页一、迟滞比较器分析1.因为有正反馈，所以输出饱和。2.当uo正饱和时(uo=+UOM)：U+3.当uo负饱和时(uo=UOM)：+uoRR2R1ui参考电压由输出电压决定特点：电路中使用正反馈，运放处于非线性状态。1.没加参考电压的迟滞比较器迟滞比较器迟滞比较器第135页/共154页分别称UH和UL上下门限电压。称(UH-

39、UL)为回差。当ui 增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom；+uoRR2R1ui当ui 减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom。传输特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干扰不会引起跳转。跳转时，正反馈加速跳转。第136页/共154页tuiUom-UomtuiUHUL例1：迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。+uoRR2R1ui第137页/共154页定义:用来实现两个模拟信号电压相乘的电子器件.分类:按其内部结构可分为对数指数型乘法器和变跨导式乘法器。电路符号:2.5 2.5 模拟集成乘法器及其应用模拟集成乘法器及其应用第138页/共154页除法运算电路ii1ii2第1

40、39页/共154页(a)(b)ii1ii2注意:ui0平方根运算电路平方根运算电路第140页/共154页(a)(b)ii1ii2第141页/共154页例1：扩音系统执行机构功率放大器的作用：用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。功率放大电压放大信号提取2.6模拟集成功率放大器及其应用模拟集成功率放大器及其应用第142页/共154页功率放大器的分类功率放大器的分类分类：（甲类、乙类、甲乙类）放大电路第143页/共154页1.互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、PNP各一支；两管特性一致。互补对称功率放大电路互补对称功率放大电路第144页/共154页

41、2.乙类放大的输入输出波形关系:死区电压uiuououo tttt交越失真：输入信号 ui在过零前后，输出信号出现的失真便为交越失真。交越失真uIT1T2uo+VCCRLiL第145页/共154页(1)静态电流 ICQ、IBQ等于零；(2)每管导通时间等于半个周期；(3)存在交越失真。3.乙类放大的特点：uIT1T2uo+VCCRLiL第146页/共154页4、电路的改进 克服交越失真交越失真产生的原因：在于晶体管特性存在非线性，ui uT时晶体管截止。iBiBuBEtuitUT第147页/共154页克服交越失真的措施第148页/共154页克服交越失真的措施：R1D1D2R2+USC-USCU

42、LuiiLRLT1T2 静态时 T1、T2两管发射结电位分别为二极管D1、D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态。电路中增加R1、D1、R2、D2支路第149页/共154页R1D1D2R2+USC-USCULuiiLRLT1T2两管导通时间均比半个周期大一些的工作方式称为“甲乙类放大”。动态时 设 ui 加入正弦信号。正半周，T2 截止，T1 基极电位进一步提高，进入良好的导通状态；负半周，T1截止，T2 基极电位进一步提高，进入良好的导通状态。从而克服死区电压的影响，去掉交越失真。第150页/共154页集成功率放大器集成功率放大器集成功率放大器都由输入级、中间级和输出级组成。输入级是复合管差动放大电路，它有同相和反相两个输入端，它的单端输出信号传送到中间级中间级共发射极放大级，以提高电压放大倍数。输出级是甲乙类互补对称放大电路。第151页/共154页集成功放 LM386 外部电路典型接法：调节音量电源滤波电容外接旁路电容低通滤波,去除高频噪声输入信号输出耦合大电容第152页/共154页电工学2第2章 结束电子技术第153页/共154页感谢您的观看。第154页/共154页