下冊(cè) 第2章 模擬集成電路及應(yīng)用

1、電工與電子技術(shù)第第2 2章章 模擬集成模擬集成電路及應(yīng)用電路及應(yīng)用 第第2 2章章 模擬集成電路及應(yīng)用模擬集成電路及應(yīng)用2.1 2.1 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器2.2 2.2 放大電路中的負(fù)反饋放大電路中的負(fù)反饋2.3 2.3 集成運(yùn)放的線性應(yīng)用集成運(yùn)放的線性應(yīng)用 集成運(yùn)算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多集成運(yùn)算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多級(jí)直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛的級(jí)直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛的一種模擬集成電路。一種模擬集成電路。集成電路集成電路 是把整個(gè)電路的各個(gè)元件以及相互之是把整個(gè)電路的各個(gè)元件以及相互之間的聯(lián)接同時(shí)制造在一塊半導(dǎo)體芯片上間的聯(lián)接同

2、時(shí)制造在一塊半導(dǎo)體芯片上, 組成一個(gè)不組成一個(gè)不可分的整體?？煞值恼w。：體積小、重量輕、功耗低、可體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、價(jià)格低?？啃愿摺r(jià)格低。按集成度按集成度按導(dǎo)電類型按導(dǎo)電類型按功能按功能小、中、大和超大規(guī)模小、中、大和超大規(guī)模雙、單極性和兩種兼容雙、單極性和兩種兼容數(shù)字和模擬數(shù)字和模擬各類型號(hào)集成芯片各類型號(hào)集成芯片Auo 高高: 80dB140dBrid 高高: 105 1011 ro 低低: 幾十幾十 幾百幾百 KCMR高高: 70dB130dB 1. 元器件參數(shù)的一致性和對(duì)稱性好；元器件參數(shù)的一致性和對(duì)稱性好； 2. 電阻的阻值受到限制，大電阻常用三極管恒流電阻的阻值

3、受到限制，大電阻常用三極管恒流源代替，電位器需外接；源代替，電位器需外接； 3. 電容的容量受到限制，電感不能集成，故大電電容的容量受到限制，電感不能集成，故大電容、電感容、電感 和變壓器均需外接；和變壓器均需外接； 4. 二極管多用三極管的發(fā)射結(jié)代替。二極管多用三極管的發(fā)射結(jié)代替。2.1 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器2.1.1 2.1.1 集成運(yùn)算放大器的組成集成運(yùn)算放大器的組成輸輸入入端端輸輸出出端端輸輸出出級(jí)級(jí)中中間間級(jí)級(jí)輸輸入入級(jí)級(jí)集成電路集成電路: : 將整個(gè)電路的各個(gè)元件做在同一個(gè)半將整個(gè)電路的各個(gè)元件做在同一個(gè)半導(dǎo)體基片上。導(dǎo)體基片上。集成電路的優(yōu)點(diǎn)：集成電路的優(yōu)點(diǎn)：工作穩(wěn)定、使

4、用方便、體積小、重量輕、工作穩(wěn)定、使用方便、體積小、重量輕、功耗小。功耗小。2.1.2 集成運(yùn)放的符號(hào)和參數(shù)集成運(yùn)放的符號(hào)和參數(shù)對(duì)輸入級(jí)的要求：對(duì)輸入級(jí)的要求：盡量減小零點(diǎn)漂移盡量減小零點(diǎn)漂移, ,盡量提高盡量提高 KCMRR , , 輸入阻抗輸入阻抗 ri 盡可能大盡可能大。對(duì)中間級(jí)的要求：對(duì)中間級(jí)的要求：足夠大的電壓放大倍數(shù)。足夠大的電壓放大倍數(shù)。對(duì)輸出級(jí)的要求：對(duì)輸出級(jí)的要求：主要提高帶負(fù)載能力，給出足主要提高帶負(fù)載能力，給出足夠的輸出電流夠的輸出電流io 。即輸出阻抗。即輸出阻抗 ro小。小。 r ri i 大大: : 幾十幾十k k 幾百幾百 k k 集成運(yùn)放的特點(diǎn)：集成運(yùn)放的特點(diǎn)：

5、K KCMR CMR 很大很大 r ro o ?。簬资。簬资?幾百幾百 A Auouo 很很大大: 10: 104 4 10 107 7理想運(yùn)放：理想運(yùn)放： r ri i K KCMRCMR r ro o 0 0A Auouo 1.1.集成運(yùn)放符號(hào)：集成運(yùn)放符號(hào)：uu+ uo u u+ uoA Auouo國際符號(hào)國際符號(hào)國內(nèi)符號(hào)國內(nèi)符號(hào)CF741CF741的管腳圖的管腳圖(1)(1)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)A Auouo無外加反饋回路的差模放大倍數(shù)。一般在無外加反饋回路的差模放大倍數(shù)。一般在10104 4 10 109 9之間。理想運(yùn)放的之間。理想運(yùn)放的A Auouo為為 。

6、(3)(3)共模抑制比共模抑制比K KCMRCMR常用分貝作單位，一般常用分貝作單位，一般100dB100dB以上。以上。(2)(2)差模輸入電阻差模輸入電阻r rididr rid id 1M1M , , 有的可達(dá)有的可達(dá)100100M M 以上。以上。(4)(4)輸出電阻輸出電阻r ro or ro o = =幾幾 - -幾十幾十 。2.2.集成運(yùn)放的主要參數(shù)集成運(yùn)放的主要參數(shù)(5) (5) 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓U UIO IO : : 反映差動(dòng)反映差動(dòng)輸入級(jí)的不對(duì)稱程度輸入級(jí)的不對(duì)稱程度(10) (10) 最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓U UIDMIDM(9) (9) 最大共模輸入

7、電壓最大共模輸入電壓U UICMICM(6) (6) 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流I IIOIO(7) (7) 輸入偏置電流輸入偏置電流I IIBIB(8) (8) 輸入失調(diào)電壓溫漂輸入失調(diào)電壓溫漂d dU UIOIO/dT/dT3.3.集成運(yùn)放的分類集成運(yùn)放的分類按用途分按用途分通用型通用型低功耗型低功耗型高精度、低漂移型高精度、低漂移型高阻型高阻型1.1.電壓傳輸特性電壓傳輸特性集成運(yùn)放的電壓傳輸特性是指開環(huán)時(shí)，輸出電壓集成運(yùn)放的電壓傳輸特性是指開環(huán)時(shí)，輸出電壓與差模輸入電壓之間的關(guān)系。與差模輸入電壓之間的關(guān)系。即:u uo o= =A Au uo o( (u u+ +- -u u- -)=

8、)= A Au uo ou uidid2.1.3集成運(yùn)放的電壓傳輸特性集成運(yùn)放的電壓傳輸特性2.2.理想運(yùn)放模型理想運(yùn)放模型（1 1） “虛短虛短”: : 運(yùn)放兩輸入端的電位相等，即運(yùn)放兩輸入端的電位相等，即u u+ += = u u- -。 u u+ +u u- -= =u uo o/ /A Au uo o=0 =0 u u+ += =u u- -理想運(yùn)放：理想運(yùn)放： r ridid K KCMRCMR r ro o 0 0A Auouo 結(jié)論結(jié)論: :（2 2） “虛斷虛斷”: : 兩輸入端的輸入電流為零，即兩輸入端的輸入電流為零，即i i+ += =i i- -= = 0 0 。（2 2

9、）理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)。）理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)。 u u+ +u u 時(shí)，時(shí)，u uo o=+=+U Uomom u u+ +u u 時(shí)，時(shí)，u uo o= =U Uomom 3.3.分析運(yùn)放電路的基本依據(jù)分析運(yùn)放電路的基本依據(jù)（1 1）運(yùn)放工作在線性區(qū)。）運(yùn)放工作在線性區(qū)。 “虛短虛短”和和“虛斷虛斷”本節(jié)總結(jié)：本節(jié)總結(jié)：v1了解集成運(yùn)放的組成、各部分的特點(diǎn)、參了解集成運(yùn)放的組成、各部分的特點(diǎn)、參數(shù)及分類。數(shù)及分類。v2掌握集成運(yùn)放的電壓傳輸特性。掌握集成運(yùn)放的電壓傳輸特性。v3掌握理想集成運(yùn)放的模型。掌握理想集成運(yùn)放的模型。v4深刻理解集成運(yùn)放的分析依據(jù)。深刻理解集成運(yùn)放的分析依據(jù)。反

10、饋：反饋：凡是將放大電路輸出端的信號(hào)（電壓凡是將放大電路輸出端的信號(hào)（電壓或電流）的一部分或全部引回到輸入端，與或電流）的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號(hào)迭加，就稱為輸入信號(hào)迭加，就稱為反饋反饋。若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱為若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱為負(fù)反饋負(fù)反饋。若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱為若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱為正反饋正反饋。這里所說的信號(hào)一般是指交流信號(hào)，這里所說的信號(hào)一般是指交流信號(hào)，所以所以判斷正負(fù)反饋判斷正負(fù)反饋，就要判斷反饋信號(hào)與，就要判斷反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的相位關(guān)系，輸入信號(hào)的相位關(guān)系，同相同相是是正反饋正反饋，反反相相是是負(fù)反饋負(fù)反饋。2.2.

11、1 2.2.1 反饋的基本概念反饋的基本概念2.2 2.2 放大電路中的負(fù)反饋放大電路中的負(fù)反饋反饋控制系統(tǒng)舉例反饋控制系統(tǒng)舉例- -爐溫控制系統(tǒng)爐溫控制系統(tǒng)放大器放大器輸出輸出輸入輸入取取+ 加強(qiáng)輸入信號(hào)加強(qiáng)輸入信號(hào) 正反饋正反饋 用于振蕩器用于振蕩器取取 - 削弱輸入信號(hào)削弱輸入信號(hào) 負(fù)反饋負(fù)反饋 用于放大器用于放大器開環(huán)開環(huán)閉環(huán)閉環(huán)負(fù)反饋的作用：負(fù)反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；穩(wěn)定放大倍數(shù)；提穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；穩(wěn)定放大倍數(shù)；提高輸入電阻；降低輸出電阻；擴(kuò)展通頻帶。高輸入電阻；降低輸出電阻；擴(kuò)展通頻帶。反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)疊加疊加反饋反饋信號(hào)信號(hào)實(shí)際被放大信號(hào)實(shí)際被放大信號(hào)反饋框圖：反饋框圖：反饋

12、電路的反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)三個(gè)環(huán)節(jié)：放大：放大：dooXXA反饋：反饋：ofXXF疊加：疊加：fidXXX負(fù)反饋框圖：負(fù)反饋框圖：基本放大基本放大電路電路A Ao odXoX反饋回路反饋回路F FfXiX+ +輸出信號(hào)輸出信號(hào)輸入信號(hào)輸入信號(hào)反饋信號(hào)反饋信號(hào)差值信號(hào)差值信號(hào)基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+dooXXA開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)ioFXXA閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)ofXXF反饋系數(shù)反饋系數(shù)AF=Xo / Xi =Xo / (Xd+ Xf)= Xo / ( + XoF) =XoA11A+F=A1+AF3. 關(guān)于反饋深度的討論關(guān)于反饋深度的討論一般負(fù)反饋一

13、般負(fù)反饋稱為反饋深度稱為反饋深度FA 1FAAA 1F時(shí)，時(shí)， 11 )1( FA， FAA 時(shí)，時(shí)， 11 )2( FA深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋正反饋正反饋時(shí)，時(shí)， 11 )3( FA， FAA 自激振蕩自激振蕩時(shí)，時(shí)， 01 )4( FA， F A1.1.按反饋信號(hào)的極性分類及判斷按反饋信號(hào)的極性分類及判斷1.1.負(fù)反饋和正反饋負(fù)反饋和正反饋正反饋：正反饋：反饋信號(hào)的極性與輸入信號(hào)的極性相反，反饋信號(hào)的極性與輸入信號(hào)的極性相反， 即，即反饋的結(jié)果增強(qiáng)了原來的輸入信號(hào)，使即，即反饋的結(jié)果增強(qiáng)了原來的輸入信號(hào)，使凈凈輸入信號(hào)輸入信號(hào)X Xd dX Xi i，這種反饋稱為正反饋。，這種反饋稱為正反饋

14、。 負(fù)反饋：負(fù)反饋：反饋信號(hào)的極性與輸入信號(hào)的極性相同，反饋信號(hào)的極性與輸入信號(hào)的極性相同，即，即反饋的結(jié)果削弱了原來的輸入信號(hào)，使即，即反饋的結(jié)果削弱了原來的輸入信號(hào)，使凈凈輸入輸入信號(hào)信號(hào)X Xd dX Xi i，這種反饋稱為負(fù)反饋。，這種反饋稱為負(fù)反饋。2.2 2.2 反饋放大電路的分類及判斷反饋放大電路的分類及判斷根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓電壓形式疊加

15、決形式疊加決定凈輸入電壓信號(hào)。定凈輸入電壓信號(hào)。并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以信號(hào)與輸入信號(hào)以電流電流形式疊加決形式疊加決定凈輸入電流信號(hào)。定凈輸入電流信號(hào)。串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大；串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大；并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。2 2、按輸入端的連接方式分類及判別、按輸入端的連接方式分類及判別并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋difUUUdifIII3.3.按輸出端的取樣方式分類及判別按輸出端的取樣方式分類及判別電壓反饋：電壓反饋：反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào)。反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào)

16、。電流反饋：電流反饋：反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào)。反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào)。電壓電壓負(fù)負(fù)反饋：反饋：可以穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻?？梢苑€(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻。電流電流負(fù)負(fù)反饋：反饋：可以穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻。可以穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻。根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。反饋和電流反饋。輸出取樣方式的判別輸出取樣方式的判別- -輸出短路法：輸出短路法：注意注意: :輸出端短路時(shí)，是將輸出端短路時(shí)，是將R R L L短路，不一定是對(duì)短路，不一定是對(duì) 地短路。地短路。電流反饋電流反饋電壓反饋電壓反饋4 4、按反饋信號(hào)的性質(zhì)分類及

17、判別、按反饋信號(hào)的性質(zhì)分類及判別交流反饋：交流反饋：反饋信號(hào)是交流成分。反饋信號(hào)是交流成分。直流反饋：直流反饋：反饋信號(hào)是直流成分。反饋信號(hào)是直流成分。若在反饋網(wǎng)絡(luò)中若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容串接隔直電容，則可以隔斷，則可以隔斷直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥嗽谄鸱答佔(zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容并聯(lián)旁路電容，可，可以使其只對(duì)直流起作用。以使其只對(duì)直流起作用。有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用；有的反有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用；有的反饋只對(duì)直流信號(hào)起作用；有的反饋對(duì)交、饋只對(duì)直流信號(hào)起作用；有的反饋對(duì)交、直流信號(hào)均起作用。直流信號(hào)均起作用。負(fù)負(fù)反反饋饋電壓

18、串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋輸入輸入- -串聯(lián)、并聯(lián)串聯(lián)、并聯(lián)輸出輸出- -電流、電壓電流、電壓2.2.32.2.3負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)1.1.電壓電壓串聯(lián)串聯(lián)負(fù)負(fù)反饋反饋 輸出短路法判斷是輸出短路法判斷是電壓反饋或電流反饋電壓反饋或電流反饋 瞬時(shí)極性法判瞬時(shí)極性法判斷正負(fù)反饋斷正負(fù)反饋 根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同，與輸入信號(hào)比較形式的不同，判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋結(jié)論結(jié)論: :電壓負(fù)電壓負(fù)反饋使輸出反饋使輸出電壓趨于穩(wěn)電壓趨于穩(wěn)

19、定定u ud d= =u ui iu uf f oFuRRRu11f2.2.電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋結(jié)論結(jié)論: :電流負(fù)反饋使電流負(fù)反饋使輸出電流趨于穩(wěn)定輸出電流趨于穩(wěn)定oiRRRiff3.3.電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋4.4.電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋例例2.2.1 2.2.1 試判別試判別圖圖(a)(a)和和(b)(b)兩個(gè)兩兩個(gè)兩級(jí)放大電路中從運(yùn)級(jí)放大電路中從運(yùn)算放大器算放大器A A2 2輸出端輸出端引至引至A A1 1輸入端的各輸入端的各是何種類型和極性是何種類型和極性的反饋電路。的反饋電路。(b)(b)是電流并聯(lián)負(fù)反饋是電流并聯(lián)負(fù)反饋 (a)(a)是電壓串聯(lián)負(fù)反饋是電壓串聯(lián)負(fù)

20、反饋 RLuoRLuo電壓反饋采樣的兩種形式：電壓反饋采樣的兩種形式：電流反饋采樣的兩種形式：電流反饋采樣的兩種形式：RLioiERLioiERf(2) 根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同，可以分為形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和和并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋電壓信號(hào)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋電壓信號(hào)與輸入信號(hào)電壓比較的，叫串聯(lián)反饋。與輸入信號(hào)電壓比較的，叫串聯(lián)反饋。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)電流反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)電流與輸入信號(hào)電流比較的，叫并聯(lián)反饋。與輸入信號(hào)電流比較的，叫并聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋使電

21、路的輸入電阻增大，并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大，并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。使電路的輸入電阻減小。iifibib=i-if并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋ufuiubeube=ui-uf串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋(3)交流反饋交流反饋與與直流反饋直流反饋有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用，稱為交流有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用，稱為交流反饋。有的反饋只對(duì)直流起作用，稱為直反饋。有的反饋只對(duì)直流起作用，稱為直流反饋。有的反饋對(duì)交直流均起作用。流反饋。有的反饋對(duì)交直流均起作用。在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，可以隔斷直流，在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，可以隔斷直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥?/p>

22、并聯(lián)旁路電容，可在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容，可以使其只對(duì)直流起作用。以使其只對(duì)直流起作用。增加隔直電容增加隔直電容C后，后，Rf只對(duì)交流起反饋?zhàn)饔谩Ｖ粚?duì)交流起反饋?zhàn)饔谩?C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2RfC注：本電路中注：本電路中C1、C2也起到隔直作用。也起到隔直作用。增加旁路電容增加旁路電容C后，后，Rf只對(duì)直流起反饋?zhàn)饔?。只?duì)直流起反饋?zhàn)饔谩?C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfCRE1負(fù)反饋的分析方法負(fù)反饋的分析方法分析步驟：分析步驟：3、是否負(fù)反饋？、是否負(fù)反饋？4、是負(fù)反

23、饋！那么是何種類型的負(fù)反、是負(fù)反饋！那么是何種類型的負(fù)反饋？（判斷反饋的組態(tài)）饋？（判斷反饋的組態(tài)）1、找出反饋網(wǎng)絡(luò)（電阻）。、找出反饋網(wǎng)絡(luò)（電阻）。2、是交流反饋還是直流反饋？、是交流反饋還是直流反饋？判斷負(fù)反饋的方法：判斷負(fù)反饋的方法：瞬時(shí)極性法：瞬時(shí)極性法：假設(shè)輸出端信號(hào)有一定極性的瞬時(shí)變化，假設(shè)輸出端信號(hào)有一定極性的瞬時(shí)變化，依次經(jīng)過反饋、比較、放大后，再回到輸出依次經(jīng)過反饋、比較、放大后，再回到輸出端，若輸出信號(hào)與原輸出信號(hào)的變化極性相端，若輸出信號(hào)與原輸出信號(hào)的變化極性相反，則為負(fù)反饋。反之為正反饋。反，則為負(fù)反饋。反之為正反饋。如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微如果是電壓反饋，則

24、要從輸出電壓的微小變化開始。如果是電流反饋，則要從輸出小變化開始。如果是電流反饋，則要從輸出電流的微小變化開始。電流的微小變化開始。判斷時(shí)在輸入端也要反映出反饋信號(hào)與輸判斷時(shí)在輸入端也要反映出反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的比較關(guān)系。入信號(hào)的比較關(guān)系。例：判斷例：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。uoufubeuc1ub2uc2ufube=ui-ufuc1ub2uc2uo+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf例：判斷例：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。ubeuc1ub

25、2uc2此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流不起作用。此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流不起作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rfuf48分析中用到了三極管的集電極與基極相位分析中用到了三極管的集電極與基極相位相反這一性質(zhì)。相反這一性質(zhì)。49我們這里分析的是交流信號(hào)，不要與直我們這里分析的是交流信號(hào)，不要與直流信號(hào)混淆。流信號(hào)混淆。分析中用到的電壓、電流要在電路中標(biāo)分析中用到的電壓、電流要在電路中標(biāo)出。并且注意符號(hào)的使用規(guī)則。出。并且注意符號(hào)的使用規(guī)則。如果反饋對(duì)交直流均起作用（本題即如果反饋對(duì)交直流均起作用（本題即是），可以用全量。是），可以

26、用全量。瞬時(shí)極性法所判斷的也是瞬時(shí)極性法所判斷的也是相位的關(guān)系相位的關(guān)系。電路中兩個(gè)信號(hào)的相位電路中兩個(gè)信號(hào)的相位不是同相就是反不是同相就是反相相，因此若兩個(gè)信號(hào)都上升，它們一定，因此若兩個(gè)信號(hào)都上升，它們一定同相；若另一個(gè)信號(hào)下降而另一個(gè)上升，同相；若另一個(gè)信號(hào)下降而另一個(gè)上升，它們一定反相。它們一定反相。例：判斷例：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋電壓反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋uoifib=i+ifuo此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流也起作用。此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流也起作用。+UCCRCC2C1R

27、fuiuoiibif三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)如何提供？三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)如何提供？能否在反饋回路加隔直電容？能否在反饋回路加隔直電容？不能！Rf為三極管提供靜態(tài)電流！例：判斷例：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2電流反饋電流反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2例：判斷例：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。電流并聯(lián)負(fù)反饋。對(duì)直流也起作用，可電流并聯(lián)負(fù)反饋。對(duì)直流也起作用，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。uouii

28、iBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2uC1uB2因?yàn)榉答侂妷海阂驗(yàn)榉答侂妷海簭妮斎攵丝?，有：從輸入端看，有：根?jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為電壓串聯(lián)負(fù)電壓串聯(lián)負(fù)反饋反饋vd = vi -vF故為串聯(lián)負(fù)反饋。故為串聯(lián)負(fù)反饋。用用“瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法”判斷反饋極性：判斷反饋極性： 假設(shè)某一瞬時(shí)，在放大電路的輸入端加入一個(gè)正極性的輸入信假設(shè)某一瞬時(shí)，在放大電路的輸入端加入一個(gè)正極性的輸入信號(hào)，按信號(hào)傳輸方向依次判斷相關(guān)點(diǎn)的瞬時(shí)極性，直至判斷出反號(hào)，按信號(hào)傳輸方向依次判斷相關(guān)點(diǎn)的瞬時(shí)極性，直至判斷出反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性。如果反饋信號(hào)的瞬時(shí)極

29、性使凈輸入減小，則饋信號(hào)的瞬時(shí)極性。如果反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性使凈輸入減小，則為負(fù)反饋；反之為正反饋。為負(fù)反饋；反之為正反饋。fRRRUU11of反饋量與輸出電壓成比例，反饋量與輸出電壓成比例，所以是電壓反饋。所以是電壓反饋。一一. . 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋分立電路電壓串聯(lián)負(fù)反饋分立電路電壓串聯(lián)負(fù)反饋RL vO vF vd(vbe) vO 電壓負(fù)反饋的特性電壓負(fù)反饋的特性穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定過程：穩(wěn)定過程：負(fù)載變化時(shí)，負(fù)載變化時(shí)，輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電阻輸出電阻 因?yàn)榉答侂娏鳎阂驗(yàn)榉答侂娏鳎焊鶕?jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為電壓串聯(lián)

30、負(fù)電壓串聯(lián)負(fù)反饋反饋id = ii -iF從輸入端看有：從輸入端看有：反饋量與輸出電壓成比例，反饋量與輸出電壓成比例，所以是電壓反饋。所以是電壓反饋。ffRURUUIoof故為并聯(lián)負(fù)反饋。故為并聯(lián)負(fù)反饋。二二. .電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋分立電路電壓并聯(lián)負(fù)反饋分立電路電壓并聯(lián)負(fù)反饋+UCCRCC2C1RfuiuoibifiiffRURUUIioof反饋量與輸出電壓成比例，反饋量與輸出電壓成比例，所以是電壓反饋。所以是電壓反饋。根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為電壓串聯(lián)負(fù)電壓串聯(lián)負(fù)反饋反饋id = ii -iF在輸入端有在輸入端有故為并聯(lián)負(fù)反饋。故為

31、并聯(lián)負(fù)反饋。 因?yàn)榉答侂娏鳎阂驗(yàn)榉答侂娏鳎喝? .電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋 因?yàn)榉答侂娏鳎阂驗(yàn)榉答侂娏鳎焊鶕?jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為電流串聯(lián)負(fù)電流串聯(lián)負(fù)反饋反饋又因?yàn)橛忠驗(yàn)樵谳斎攵擞性谳斎攵擞?id = iI -iFRRRIIfof反饋量與輸出電流成比例，反饋量與輸出電流成比例，所以是電流反饋。所以是電流反饋。故為并聯(lián)負(fù)反饋。故為并聯(lián)負(fù)反饋。分立電路組成的電流并聯(lián)負(fù)反饋分立電路組成的電流并聯(lián)負(fù)反饋引入電流負(fù)反饋的目的引入電流負(fù)反饋的目的穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定過程：穩(wěn)定過程：負(fù)載變化時(shí)，負(fù)載變化時(shí)，輸出電流穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電阻輸出電

32、阻RL iO iF id iO 因?yàn)榉答侂妷海阂驗(yàn)榉答侂妷海篣f=ioRf根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為電流串聯(lián)負(fù)電流串聯(lián)負(fù)反饋反饋vd = vi -vF又因?yàn)橛忠驗(yàn)樵谳斎攵擞性谳斎攵擞蟹答伭颗c輸出電流成比例，反饋量與輸出電流成比例，所以是電流反饋。所以是電流反饋。故為串聯(lián)負(fù)反饋。故為串聯(lián)負(fù)反饋。四四. .電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋分立電路組成的電流串聯(lián)負(fù)反饋分立電路組成的電流串聯(lián)負(fù)反饋IO vF vd IO 引入電流負(fù)反饋的目的引入電流負(fù)反饋的目的穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定過程：穩(wěn)定過程：負(fù)載變化時(shí)，負(fù)載變化時(shí)，輸出電流穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電

33、阻輸出電阻RL 五.反饋類型及判別方法總結(jié)1.1.直流反饋與交流反饋直流反饋與交流反饋?zhàn)⒁怆娙莸淖⒁怆娙莸摹案糁蓖ń桓糁蓖ń弧弊饔米饔?例題例題1:試判斷下圖電路中有哪些反饋支路，各是直流反試判斷下圖電路中有哪些反饋支路，各是直流反饋還是交流反饋？饋還是交流反饋？2.2.反饋極性：正反饋與負(fù)反饋反饋極性：正反饋與負(fù)反饋判定方法判定方法“瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法”例題例題2:試判斷下列電路中反饋支路的反饋極性。試判斷下列電路中反饋支路的反饋極性。vIvO- -+RLR2R1對(duì)于串聯(lián)反饋：對(duì)于串聯(lián)反饋：輸入量與反饋量作用在不同的兩點(diǎn)上，若瞬時(shí)極性輸入量與反饋量作用在不同的兩點(diǎn)上，若瞬時(shí)極性相同為負(fù)反饋

34、，瞬時(shí)極性相反為正反饋。相同為負(fù)反饋，瞬時(shí)極性相反為正反饋。對(duì)于并聯(lián)反饋：對(duì)于并聯(lián)反饋：輸入量與反饋量作用在同一點(diǎn)上，若反饋元件兩端輸入量與反饋量作用在同一點(diǎn)上，若反饋元件兩端瞬時(shí)極性相反為負(fù)反饋，瞬時(shí)極性相同為正反饋。瞬時(shí)極性相反為負(fù)反饋，瞬時(shí)極性相同為正反饋。動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示vO- -+R4R5R3- -+vIR1R23. 取樣方式取樣方式電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋 假設(shè)輸出端交流短路（假設(shè)輸出端交流短路（RL=0），即），即UO=0，若，若反饋信號(hào)消失了，則為電壓反饋；若反饋信號(hào)仍反饋信號(hào)消失了，則為電壓反饋；若反饋信號(hào)仍然存在，則為電流反饋。然存在，則為電流反饋。電壓反饋：電

35、壓反饋：反饋信號(hào)的大小與輸出電壓成比反饋信號(hào)的大小與輸出電壓成比 例。例。判斷方法判斷方法輸出短路法：輸出短路法：電流反饋：電流反饋：反饋信號(hào)的大小與輸出電流成比反饋信號(hào)的大小與輸出電流成比 例。例。例題例題3:試判斷下列電路中引入的反饋是電試判斷下列電路中引入的反饋是電壓反饋還是電流反饋。壓反饋還是電流反饋。串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在放大電路輸入回路反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在放大電路輸入回路的兩個(gè)電極。有：的兩個(gè)電極。有： 此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電流相加減的關(guān)系。 此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電壓相加減的關(guān)系。 對(duì)于運(yùn)算放大器來說，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加對(duì)于運(yùn)算放大器來說，反饋信

36、號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在同相輸入端或反相輸入端，則為并聯(lián)反饋；一個(gè)加在在同相輸入端或反相輸入端，則為并聯(lián)反饋；一個(gè)加在同相輸入端一個(gè)加在反相輸入端則為串聯(lián)反饋。同相輸入端一個(gè)加在反相輸入端則為串聯(lián)反饋。 對(duì)于三極管來說，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在三極對(duì)于三極管來說，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在三極管的基極或發(fā)射極，則為并聯(lián)反饋；一個(gè)加在基極一個(gè)加管的基極或發(fā)射極，則為并聯(lián)反饋；一個(gè)加在基極一個(gè)加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在放大電路輸入回路反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在放大電路輸入回路的同一個(gè)電極。有：的同一個(gè)電極。有： vd = vi -vFid =

37、 iI -iF 4.比較方式比較方式串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋例題例題4:試判斷下列電路中引入的反饋是串試判斷下列電路中引入的反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。例題例題5:試判斷下列電路中的反饋組態(tài)。試判斷下列電路中的反饋組態(tài)。解解:電壓串聯(lián)負(fù)反饋。電壓串聯(lián)負(fù)反饋。（a）：）：解解:電壓并聯(lián)負(fù)反饋。電壓并聯(lián)負(fù)反饋。（b）：）：動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示（1）串聯(lián)反饋）串聯(lián)反饋 5. 信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響vd = vI -vF 所以所以vI應(yīng)為恒壓源，即信號(hào)源內(nèi)阻應(yīng)為恒壓源，即信號(hào)源內(nèi)阻RS越小越小越好越好。 要想反饋效果要想反饋效果明顯，就要求明顯，就要求

38、vF變化能有效引起變化能有效引起vd的變化的變化。（2）并聯(lián)反饋）并聯(lián)反饋id = iI -iF 所以所以iI應(yīng)為恒應(yīng)為恒流流源，源，即信號(hào)源內(nèi)阻即信號(hào)源內(nèi)阻RS越越大越好大越好。 要想反饋效果明要想反饋效果明顯，就要求顯，就要求iF變化能變化能有效引起有效引起id的變化。的變化。end基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回電反饋回電路路FfX iX+dooXXAofXXFfidXXX反饋電路的反饋電路的基本方程基本方程2.2.4 2.2.4 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響oodofdfoioFAFXXXXXXXXXA111FAAoo1FAo1反饋深度反饋深度定義：定

39、義：基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+FAAXXAooioF1(2) (2) 若若1FAo稱為深度負(fù)反饋，此時(shí)稱為深度負(fù)反饋，此時(shí)FAF1結(jié)論：結(jié)論：在在深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反的情況下，放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān), ,即負(fù)反饋可以即負(fù)反饋可以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。1.1.對(duì)放大倍數(shù)的影響對(duì)放大倍數(shù)的影響FAAXXAooioF1(1)(1)負(fù)反饋削弱了輸入信號(hào)，使凈輸入減小了，負(fù)反饋削弱了輸入信號(hào)，使凈輸入減小了，因而放大電路的因而放大電路的放大倍數(shù)下降放大倍數(shù)下降 引入負(fù)反饋使電路的穩(wěn)定性提高。引入負(fù)反饋使電路的穩(wěn)

40、定性提高。22)1 (1)1 ()1 (AFAFAFAFdAdAf11(1)AAF AAFAdAAFAdA11ffAf定量分析定量分析例例2.2.2 2.2.2 某負(fù)反饋放大器，放大倍數(shù)某負(fù)反饋放大器，放大倍數(shù)A A=10=104 4, ,反反饋系數(shù)饋系數(shù)F F=0.01=0.01，由于外部條件變化使，由于外部條件變化使A A變化了變化了10%10%，求，求A Af f的相對(duì)變化量。的相對(duì)變化量。解：解：AdAAFAdA11ff%1 . 0%)10(01. 010114ffAdA即即A A變化了變化了10%10%時(shí)，時(shí)，A Af f僅變化了僅變化了0.1% 0.1% 。2、改善放大電路的非線性

41、失真、改善放大電路的非線性失真Aouiuo加反饋前加反饋前加反饋后加反饋后ufuiudAoF+ 改善改善uouo3 3、擴(kuò)展放大電路的通頻帶擴(kuò)展放大電路的通頻帶引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加：引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加：oofBFAB)1 ( fABoAoAFBF4 4、對(duì)輸入、輸出電阻的影響、對(duì)輸入、輸出電阻的影響1. 1. 串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻：串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻：2. 2. 并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻：并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻：理解：理解：由于串聯(lián)負(fù)反饋使凈輸入電壓由于串聯(lián)負(fù)反饋使凈輸入電壓u ud d減小，減小，因而輸入電流也減小，故輸入電阻增大。因而輸入電流也減小，故輸入電阻

42、增大。理解：理解：并聯(lián)負(fù)反饋存在反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋存在反饋電流i if f，使輸入，使輸入電流電流i ii i增大，故輸入電阻減小。增大，故輸入電阻減小。3. 電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻減?。弘妷贺?fù)反饋使電路的輸出電阻減?。豪斫猓豪斫猓弘妷贺?fù)反饋目的是阻止電壓負(fù)反饋目的是阻止 uo的變化，穩(wěn)定的變化，穩(wěn)定輸出電壓輸出電壓。放大電路空載時(shí)放大電路空載時(shí)可等效右圖框中可等效右圖框中為電壓源：為電壓源：輸出電阻越小，輸出電壓越穩(wěn)定，反之亦然。輸出電阻越小，輸出電壓越穩(wěn)定，反之亦然。roesouoRL理解：理解：電流負(fù)反饋目的是阻止電流負(fù)反饋目的是阻止 io的變化，穩(wěn)定的變化，穩(wěn)定輸出電流輸出電流。放

43、大電路空載時(shí)放大電路空載時(shí)可等效為右圖框可等效為右圖框中電流源：中電流源：輸出電阻越大，輸出電流越穩(wěn)定，反之亦然。輸出電阻越大，輸出電流越穩(wěn)定，反之亦然。4. 電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻增加：電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻增加：roisoioRL本節(jié)總結(jié)：本節(jié)總結(jié)：v1理解放大電路中反饋的概念。理解放大電路中反饋的概念。v2掌握反饋分類及判別方法。掌握反饋分類及判別方法。v3會(huì)判別負(fù)反饋的四種組態(tài)會(huì)判別負(fù)反饋的四種組態(tài)v4.重點(diǎn)掌握分離元件與集成電路的負(fù)反饋重點(diǎn)掌握分離元件與集成電路的負(fù)反饋的判斷方法的判斷方法v5.掌握不同類型的負(fù)反饋對(duì)放大電路的性掌握不同類型的負(fù)反饋對(duì)放大電路的性能指標(biāo)的影響能

44、指標(biāo)的影響2.3 2.3 集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用2.2.分析運(yùn)放組成的線性電路的出發(fā)點(diǎn)分析運(yùn)放組成的線性電路的出發(fā)點(diǎn)虛短路虛短路虛開路虛開路放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)，放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)， 可以分開分析?？梢苑珠_分析。0iIuuu+uo_+uIi信號(hào)的放大、運(yùn)算信號(hào)的放大、運(yùn)算有源濾波電路有源濾波電路3.3.運(yùn)放運(yùn)放線性應(yīng)線性應(yīng)用用作用：作用：將信號(hào)按比例放大。將信號(hào)按比例放大。類型：類型：同相比例放大和反相比例放大。同相比例放大和反相比例放大。方法：方法：引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)負(fù)反饋。這樣輸出電壓與運(yùn)放的開環(huán)負(fù)反饋。這樣輸出電壓與運(yùn)

45、放的開環(huán)放大倍數(shù)無關(guān)，與輸入電壓和反饋系放大倍數(shù)無關(guān)，與輸入電壓和反饋系數(shù)有關(guān)。數(shù)有關(guān)。2.3.1 比例運(yùn)算電路比例運(yùn)算電路0uui i1 1= = i if f1ioFuuRR 11oFuuRAuR u uo o_ _+ + + + R RF FR R1 1R R2 2u ui ii i1 1i if f(1)(1)放大倍數(shù)放大倍數(shù)虛短路虛短路虛開路虛開路1 1、反相比例運(yùn)算電路、反相比例運(yùn)算電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：負(fù)反饋引到反相輸負(fù)反饋引到反相輸入端，信號(hào)從反相端輸入。入端，信號(hào)從反相端輸入。虛開路虛開路(2) 電路的輸入電阻電路的輸入電阻ri= 平衡電阻，使輸入端對(duì)地平衡電阻，使輸入端對(duì)

46、地的靜態(tài)電阻相等，保證靜的靜態(tài)電阻相等，保證靜態(tài)時(shí)輸入級(jí)的對(duì)稱性。態(tài)時(shí)輸入級(jí)的對(duì)稱性。R2 =R1 / RFuo_+ + RFR1R2uii1if為保證一定的輸入為保證一定的輸入電阻，當(dāng)放大倍數(shù)電阻，當(dāng)放大倍數(shù)大時(shí)，需增大大時(shí)，需增大RF，而大電阻的精度差，而大電阻的精度差，因此，因此，在放大倍數(shù)在放大倍數(shù)較大時(shí)，該電路結(jié)較大時(shí)，該電路結(jié)構(gòu)不再適用。構(gòu)不再適用。1iiuRi4. 4. 共模電壓共模電壓02uu電位為電位為0 0，虛地，虛地輸入電阻小、共模電壓輸入電阻小、共模電壓為為 0 0 以及以及“虛地虛地”是是反反相輸入相輸入的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。_ _+ + + + R RF FR R1 1R

47、 R2 2u ui ii i1 1i if f(3)(3)反饋方式反饋方式電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋輸出電阻很??！輸出電阻很??！反相比例電路的特點(diǎn)：反相比例電路的特點(diǎn)：1. 共模輸入電壓為共模輸入電壓為0，因此對(duì)運(yùn)放的共模抑制比，因此對(duì)運(yùn)放的共模抑制比要求低。要求低。2. 由于電壓負(fù)反饋的作用，由于電壓負(fù)反饋的作用，輸出電阻小輸出電阻小，可認(rèn)，可認(rèn)為是為是0，因此，因此帶負(fù)載能力強(qiáng)帶負(fù)載能力強(qiáng)。3. 由于并聯(lián)負(fù)反饋的作用，由于并聯(lián)負(fù)反饋的作用，輸入電阻小輸入電阻小，因此，因此對(duì)輸入電流有一定的要求。對(duì)輸入電流有一定的要求。4. 在放大倍數(shù)較大時(shí)，該電路結(jié)構(gòu)不再適用在放大倍數(shù)較大時(shí)，該電路結(jié)構(gòu)

48、不再適用 。2 2、同相比例運(yùn)算電路、同相比例運(yùn)算電路_ _+ + + + R RF FR R1 1R R2 2u ui iu uo ou u- -= u= u+ += u= ui i1ioiFuuuRR1(1)FoiRuuR反饋方式：反饋方式：電壓串聯(lián)負(fù)反饋。輸入電阻高。電壓串聯(lián)負(fù)反饋。輸入電阻高。11oFufiuRAuR 虛短路虛短路虛開路虛開路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：負(fù)反饋引到反負(fù)反饋引到反相輸入端，信號(hào)從同相端相輸入端，信號(hào)從同相端輸入。輸入。虛開路虛開路i ii ii if f同相比例電路的特點(diǎn)：同相比例電路的特點(diǎn)：3. 共模輸入電壓為共模輸入電壓為ui，因此對(duì)運(yùn)放的共模抑制比，因此對(duì)運(yùn)

49、放的共模抑制比要求高要求高。1. 由于由于電壓電壓負(fù)反饋的作用，負(fù)反饋的作用，輸出電阻小輸出電阻小，可認(rèn)，可認(rèn)為是為是0，因此，因此帶負(fù)載能力強(qiáng)帶負(fù)載能力強(qiáng)。2. 由于由于串聯(lián)串聯(lián)負(fù)反饋的作用，負(fù)反饋的作用，輸入電阻輸入電阻大。大。思考：思考：R R1 1時(shí)？時(shí)？_ _+ + + + u ui iu uo oiouuuu此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻大，輸此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻大，輸出電阻小，在電路中作用與分離元件的射極輸出出電阻小，在電路中作用與分離元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。器相同，但是電壓跟隨性能好。3 3、電壓跟隨器、電壓跟隨器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輸出電壓全輸

50、出電壓全部引到反相輸入端，信部引到反相輸入端，信號(hào)從同相端輸入。號(hào)從同相端輸入。電壓電壓跟隨器是同相比例運(yùn)算跟隨器是同相比例運(yùn)算放大器的特例。放大器的特例。A Aufuf=1=111oFufiuRAuR 例 2.3.1 圖示電路中,R1=50k,RF=100k,ui=1 V,求輸出電壓uo,并說明輸入級(jí)的作用。 111001250FoRuVR 解：輸入級(jí)為電壓跟隨器，輸入電阻很高，起到減輕信號(hào)源負(fù)擔(dān)的作用。 uo1= ui = 1 V UoUo= =作用：作用：將若干個(gè)輸入信號(hào)之和按比例放大。將若干個(gè)輸入信號(hào)之和按比例放大。類型：類型：同相求和和反相求和。同相求和和反相求和。方法：方法：引入深

51、度電壓并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)負(fù)反饋。這樣輸出電壓與運(yùn)放的開環(huán)負(fù)反饋。這樣輸出電壓與運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)無關(guān)，與輸入電壓和反饋系放大倍數(shù)無關(guān)，與輸入電壓和反饋系數(shù)有關(guān)。數(shù)有關(guān)。2.3.2 2.3.2 加法運(yùn)算電路加法運(yùn)算電路1 1、反相求和運(yùn)算、反相求和運(yùn)算實(shí)際應(yīng)用時(shí)可適當(dāng)增加或減少輸入端的個(gè)數(shù)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可適當(dāng)增加或減少輸入端的個(gè)數(shù)，以適應(yīng)不同的需要。以適應(yīng)不同的需要。FPR/R/RR1211R R1212_ _+ + + R RF FR R1111u ui i2 2u uo oR RP Pu ui i1 1i ii1i1i ii2i2i if f0uu12iifi

52、ii121112()FFoiiRRuuuRRii2ifii1R12_+ RFR11ui2uoRPui1調(diào)節(jié)反相求和電路的某一路信號(hào)的輸入電阻，不影調(diào)節(jié)反相求和電路的某一路信號(hào)的輸入電阻，不影響輸入電壓和輸出電壓的比例關(guān)系，調(diào)節(jié)方便。響輸入電壓和輸出電壓的比例關(guān)系，調(diào)節(jié)方便。R11=R22=RF時(shí)？時(shí)？111iiuiR222iiuiR333iiuiRofFuiR 123fiiiiiii123123()FFFoiiiRRRuuuuRRR 三輸入加法運(yùn)算電路三輸入加法運(yùn)算電路_ _+ + + + R R2 2R R1 1R R1 1u ui i2 2u uo oR R2 2u ui i1 1 uu1

53、12RuuRuuio212RuRuui)(1212iiouuRRu解出：解出：時(shí)？時(shí)？.3.3 .3.3 減法運(yùn)算電路差動(dòng)放大器減法運(yùn)算電路差動(dòng)放大器_+ + R2R1R1ui2uoR2ui1差動(dòng)放大器放大了兩個(gè)信號(hào)的差，但是它的差動(dòng)放大器放大了兩個(gè)信號(hào)的差，但是它的輸入電阻不高（輸入電阻不高（= =2R1）, , 這是由于反相輸入這是由于反相輸入造成的。造成的。例：例：設(shè)計(jì)一個(gè)加減運(yùn)算電路，設(shè)計(jì)一個(gè)加減運(yùn)算電路， RF=240k ，使使uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3解解:(1) 畫電路。畫電路。系數(shù)為負(fù)的信系數(shù)為負(fù)的信號(hào)從反相端輸號(hào)從反相端輸入，系數(shù)為正入，系數(shù)為正的信號(hào)從同相

54、的信號(hào)從同相端輸入。端輸入。-R3RF+ui1uoR2R1ui2R4ui3(2) 求各電阻值。求各電阻值。-R3RF+ui1uoR2R1ui2R4ui3FRRRRR/3421)(332211RuRuRuRuiiiFok240FRuo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3k241Rk302Rk123Rk804R優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：元件少，成本低。元件少，成本低。123123()iiioFuuuuRRRR缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：要求要求R1/R2/R=R3/R。阻值的調(diào)整計(jì)算不方。阻值的調(diào)整計(jì)算不方便。便。單運(yùn)放的加減運(yùn)算電路單運(yùn)放的加減運(yùn)算電路改進(jìn)：改進(jìn)：采用雙運(yùn)放電路。采用雙運(yùn)放電路。 雙運(yùn)放的加減運(yùn)算電路雙運(yùn)

55、放的加減運(yùn)算電路例例2.3.2 2.3.2 設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)u uo o=10u=10ui1i1-2u-2ui2i2-5u-5ui3i3運(yùn)算關(guān)運(yùn)算關(guān)系的電路，其中系的電路，其中 R RF F=10 k=10 k。u uo o=-(-10u=-(-10ui1i1+2u+2ui2i2+5u+5ui3i3) )111110FoiiRuuuR 110FRR11RK平衡電阻平衡電阻=?=?uo=-(-10ui1+2ui2+5ui3)123123()FFFooiiRRRuuuuRRR 1. 1. 它們都引入電壓負(fù)反饋，因此輸出電阻都它們都引入電壓負(fù)反饋，因此輸出電阻都比較小比較小 。2. 2.

56、 關(guān)于輸入電阻：反相輸入的輸入電阻小，關(guān)于輸入電阻：反相輸入的輸入電阻小，同相輸入的輸入電阻高。同相輸入的輸入電阻高。3. 3. 同相輸入的共模電壓高，反相輸入的共模電同相輸入的共模電壓高，反相輸入的共模電壓小。壓小。比例運(yùn)算電路與加減運(yùn)算電路小結(jié)比例運(yùn)算電路與加減運(yùn)算電路小結(jié)i1iCui-+RR2CuoRuii1ddoCuiCttuRCuiod12.3.4 2.3.4 積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路輸出量與輸入量對(duì)時(shí)間的輸出量與輸入量對(duì)時(shí)間的積分成正比積分成正比積分時(shí)間常數(shù)積分時(shí)間常數(shù):RCtui0tuo0輸入方波，輸出是三角波。輸入方波，輸出是三角波。應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例1 1：tui0tuo0to

57、tURCu0d1U-UomMomUTRCU1URCUTomMTM積分時(shí)限積分時(shí)限應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例2：如果積分器從某一時(shí)刻輸入一直流電壓，如果積分器從某一時(shí)刻輸入一直流電壓，輸出將反向積分，經(jīng)過一定的時(shí)間后輸出輸出將反向積分，經(jīng)過一定的時(shí)間后輸出飽和。飽和。思考：思考：如果輸入是正弦波，輸出波形怎樣，請(qǐng)如果輸入是正弦波，輸出波形怎樣，請(qǐng)自己計(jì)算。運(yùn)放實(shí)驗(yàn)中請(qǐng)自己驗(yàn)證。自己計(jì)算。運(yùn)放實(shí)驗(yàn)中請(qǐng)自己驗(yàn)證。例例2.3.32.3.3 積分運(yùn)算電路如圖所示積分運(yùn)算電路如圖所示, ,已知已知kk，0.5 uF0.5 uF, , u u的的初始電初始電壓為，輸入電壓波壓為，輸入電壓波形形u ui i如圖如圖(a

58、)(a)所示所示, ,請(qǐng)畫請(qǐng)畫出輸出電壓出輸出電壓u u o o的波形。的波形。 001(0)20ttoioiuu dtuu dtRC 當(dāng)當(dāng)0 0t60mst60ms，u ui i-5V-5V 20(0)100oiuutt 當(dāng)當(dāng)6060t110mst110ms，u ui i6V6V 0020()( )12013.2oiouuttu tt 波形如圖波形如圖例例2.3.4 2.3.4 試求圖試求圖(b)(b)所示電路的所示電路的u uo o與與u ui i的關(guān)系式。的關(guān)系式。 (b)(b)(a)(a)1ifuiiR1oF ffuR ii dtC 1()FiiRuu dtRRC 解解其他一些運(yùn)算電路

59、：對(duì)數(shù)與指數(shù)運(yùn)算電路、乘其他一些運(yùn)算電路：對(duì)數(shù)與指數(shù)運(yùn)算電路、乘法與除法運(yùn)算電路等，由于課時(shí)的限制，不作法與除法運(yùn)算電路等，由于課時(shí)的限制，不作為講授內(nèi)容。為講授內(nèi)容。積分電路的主要用途：積分電路的主要用途：1. 在電子開關(guān)中用于延遲。在電子開關(guān)中用于延遲。2. 波形變換。例：將方波變?yōu)槿遣ā２ㄐ巫儞Q。例：將方波變?yōu)槿遣ā?. A/D轉(zhuǎn)換中，將電壓量變?yōu)闀r(shí)間量。轉(zhuǎn)換中，將電壓量變?yōu)闀r(shí)間量。4. 移相。移相。u= u+= 0RuioFtuCiidd1Fii 1tuRCuiodd1 1、微分運(yùn)算、微分運(yùn)算u u i i+ + +u uo oR RR R2 2i i1 1i iF FC C結(jié)論結(jié)

60、論: 1.: 1.輸出信號(hào)與輸入信號(hào)對(duì)時(shí)間的一階輸出信號(hào)與輸入信號(hào)對(duì)時(shí)間的一階 微分成正比微分成正比2.2.微分時(shí)間常數(shù)微分時(shí)間常數(shù) : :RC2.3.5 2.3.5 微分運(yùn)算電路微分運(yùn)算電路uit0t0uotuisin若輸入：若輸入：則：則：)90sin(costRCtRCuo若輸入為階躍信號(hào)若輸入為階躍信號(hào)?tuituo運(yùn)算電路運(yùn)算電路要求要求1. 熟記各種單運(yùn)放組成的基本運(yùn)算電路的電熟記各種單運(yùn)放組成的基本運(yùn)算電路的電路圖及放大倍數(shù)公式。路圖及放大倍數(shù)公式。2. 掌握以上基本運(yùn)算電路的級(jí)聯(lián)組合的計(jì)算。掌握以上基本運(yùn)算電路的級(jí)聯(lián)組合的計(jì)算。3. 會(huì)用會(huì)用 “虛開路虛開路(ii=0)”和和“