電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ)課件

1、電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ),第九章 集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ) 第一節(jié) 零點(diǎn)漂移 第二節(jié) 差動(dòng)放大電路 9.2.1 基本形式 9.2.2 長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路 9.2.3 恒流源差動(dòng)放大電路 第三節(jié) 集成運(yùn)放主要參數(shù)與選擇 9.3.1 集成運(yùn)放的主要參數(shù) 9.3.2 集成運(yùn)放的選擇 第四節(jié) 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 9.4.1 集成運(yùn)放的使用 9.4.2 信號(hào)運(yùn)算電路 9.4.3 有源濾波器,電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ),研究對(duì)象：集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用。 關(guān)注焦點(diǎn)：如何利用理想運(yùn)放的特點(diǎn)，分析運(yùn)放電路。 本章主要討論集成運(yùn)放的應(yīng)用（9-3，9-4），關(guān)于集成運(yùn)放的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)留給要深

2、入了解集成運(yùn)放同學(xué)自學(xué)。,集成運(yùn)放的應(yīng)用，最早開(kāi)始于模擬量的運(yùn)算，隨著集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，集成運(yùn)放的性能得到了很大程度的改進(jìn)和提高，從而使集成運(yùn)放的應(yīng)用日益廣泛。集成運(yùn)放的應(yīng)用電路從功能上分有信號(hào)運(yùn)算、信號(hào)處理、信號(hào)產(chǎn)生電路等。信號(hào)運(yùn)算一般應(yīng)包括比例運(yùn)算、加減運(yùn)算、積分和微分運(yùn)算、對(duì)數(shù)和反對(duì)數(shù)運(yùn)算、除法運(yùn)算等；信號(hào)處理電路包括有源濾波、電壓比較器和采樣保持電路等；信號(hào)產(chǎn)生電路是利用運(yùn)放產(chǎn)生正弦信號(hào)和各種非正弦信號(hào)等。,電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ),認(rèn)識(shí)集成運(yùn)算放大器。 目前集成運(yùn)放常見(jiàn)封裝方式有圓金屬殼式和雙列直插式封裝，后者居多。雙列直插式有8、10、12、14、16管腳等種類，

3、雖然它們的外引線排列日趨標(biāo)準(zhǔn)化，但各制造廠仍略有區(qū)別。因此，使用運(yùn)放前必須查閱有關(guān)手冊(cè)，辨認(rèn)管腳，以便正確連線。,在這些管腳中，有一個(gè)同相輸入端、一個(gè)反相輸入端和一個(gè)輸出端，有正、負(fù)電源輸入端和公共地端。此外根據(jù)設(shè)計(jì)的不同要求還有若干個(gè)外接調(diào)零端。至少有一個(gè)外接調(diào)零端。,電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ),集成運(yùn)算放大器的常用技術(shù)指標(biāo),開(kāi)環(huán)增益：器件輸出電壓同相應(yīng)輸入電壓的比值。它表示器件放大倍數(shù)的大小 電壓增益：輸出電壓變化量同相應(yīng)輸入電壓變化量比值 電源電壓范圍：器件正常工作的電源電壓變化范圍。 電源電流：器件輸入為0、輸出開(kāi)路、正常工作時(shí)從電源拉出的電流 輸入失調(diào)電壓：使器件輸出0V時(shí)

4、的輸入電壓。 輸入電阻：在一個(gè)輸入端接地時(shí)，輸入電壓的變化量與輸出電流變化兩的比。 輸入電壓范圍：使器件能夠正常工作的輸入電壓的變化范圍。 電源電壓擬制比：電源電壓規(guī)定的變化量與此范圍內(nèi)是如失調(diào)電壓變化量之比。 共模擬制比：開(kāi)環(huán)增益與共模增益的比值，單位是dB。 帶寬：電壓增益降至低頻率值以下3dB時(shí)的頻率。 轉(zhuǎn)換時(shí)間：輸入大的階躍信號(hào)后，受內(nèi)部限制可以得到輸出電壓的變化速率。,電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ),集成運(yùn)算放大器的重要指標(biāo),開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod：一般Aod越大越好，理想情況Aod= ,最大輸出電壓Uop-p：集成運(yùn)放最大不失真輸出電壓的峰-峰值。例如F007若電源電壓為

5、15V，Uop-p= 10V，若Aod=105，則Uid= 0.1mA,差模輸入電阻rid：差模輸入電阻越大越好，理想情況rid=。 輸出電阻ro：輸出電阻越小，說(shuō)明帶負(fù)載能力越強(qiáng)。理想情況ro=0,電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ),一、使用運(yùn)放首先做的工作 1. 集成運(yùn)放的引腳多少 2. 參數(shù)測(cè)量 3. 調(diào)零或調(diào)整偏置電壓 4. 消除自激振蕩 二、保護(hù)措施 1. 輸入保護(hù) 2. 輸出保護(hù) 3. 電源端保護(hù) 三、輸出電壓與輸出電流的擴(kuò)展 1. 提高輸出電壓 2. 增大輸出電流,使用集成運(yùn)放應(yīng)注意的問(wèn)題,電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ),由于集成運(yùn)放的Aod= ，所以集成運(yùn)放的實(shí)際應(yīng)用中

6、都加入反饋。 1. 加入負(fù)反饋的兩個(gè)重要結(jié)論 反相輸入端與同相輸入端近似等電位，即U+U-。 “虛短路”,集成運(yùn)算放大器電路的分析方法,集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，輸入與輸出的關(guān)系滿足如下關(guān)系：,輸入電流為零，即i=0，因?yàn)閞id= 。 “虛斷路”,2. 加入正反饋的兩個(gè)重要結(jié)論 輸出只有兩種可能取值。,輸入電流為零，即i=0，因?yàn)閞id= ,電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ),比例運(yùn)算電路 所謂比例運(yùn)算就是輸出量和輸入量成比例關(guān)系 利用“虛短路”和輸入電流為0可得,由集成運(yùn)放構(gòu)成的信號(hào)運(yùn)算電路的分析,由式可知，輸出電壓與輸入電壓成比例，且相位相反，其比例系數(shù)只與Rf/R1有關(guān)，而與運(yùn)放參數(shù)無(wú)關(guān)

7、。 輸入電阻為：,電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ),由剛才的分析知，輸入電壓與輸出電壓成比例，但相位相反，若欲使輸出電壓與輸入電壓成比例，且同相位，則可有下列電路得到。,差動(dòng)比例運(yùn)算電路： 為了使輸入端平衡以提高共模擬制比，取R1=R2，Rf=R3,電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ),加、減法運(yùn)算電路 加法運(yùn)算電路。 平衡電阻Rp=R1/R2/R3/Rf 因?yàn)閕=0，所以,若使R1=R2=R3=Rf，則,減法運(yùn)算電路,電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ),積分、微分運(yùn)算電路 積分電路就是將反相比例運(yùn)算電路中的反饋電阻Rf用電容C來(lái)代替。,微分電路是將反相比例運(yùn)算電路中的R1用電容C來(lái)代替。,電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ),一階源濾波器,有源