第二章 集成運算放大器線性應(yīng)用基礎(chǔ)

第二章集成運算放大器的線性應(yīng)用基礎(chǔ)集成運算放大器線性、非線性應(yīng)用集成運算放大器模型、電壓傳輸特性集成運算放大器非理想特性對實際應(yīng)用限制2.1集成運算放大器的符號、模型和電壓傳輸特性2.1.1集成運算放大器的符號（a）雙電源供電單數(shù)出（b）單電源供電單數(shù)出（c）雙電源供電雙數(shù)出2.1.2集成運算放大器模型集成運算放大器模型理想集成運算放大器模型2.1.3集成運算放大器的電壓傳輸特性若輸入差模電壓反向Uid=Ui--Ui+2.2擴(kuò)展線性放大范圍

---引入深度負(fù)反饋（a)反向輸入組態(tài)（b)同向輸入組態(tài)2.3由集成運放構(gòu)成的基本運算電路2.3.1比例運算放大器1.同相比例運算放大器【例2.3.1】彰顯電壓跟隨器的隔離(緩沖)作用。有一內(nèi)阻Rs

=100k的信號源，為一個負(fù)載(RL

=1k)

提供電流和電壓。一種方案是將它們直接相連(如圖(a)所示)；另一種方案是在信號源與負(fù)載之間插入一級電壓跟隨器(如圖(b)所示)。試分析兩種方案負(fù)載RL

所得到的電壓uL

和電流iL

。2.反相比例運算放大器【例2.3.3】電路如圖所示，試問(1)運放A1、A2的功能各是什么？(2)求輸出電壓Uo與輸入電壓Ui的關(guān)系式，即總增益Auf=Uo/Ui的表達(dá)式?！纠?.3.4】有一運放組成的反相比例放大器，如右圖所示，電源電壓UCC

=|

UEE

|=12V，求輸入信號分別為ui1

=1sint(V)和ui2

=2sint(V)時的輸出波形圖。2.3.2相加器1.反相相加器【例2.3.5】試設(shè)計一個相加器，完成uo

=-(2ui1+3ui2)的運算，并要求對ui1、ui2的輸入電阻均大于等于100k。2.同相相加器2.3.3相減器【例2.3.6】利用相減器電路可以構(gòu)成“稱重放大器”。試問，輸出電壓uo與重量(體現(xiàn)在Rx變化上)有何關(guān)系。2.3.4積分器差動積分器【例2.3.7】電路如右圖所示，當(dāng)t=

t1(1s)時，開關(guān)S接a點；當(dāng)t=t1(1s)~t2(3s)時，開關(guān)S接b點；而當(dāng)t>t2(3s)時，開關(guān)S接c點。已知運算放大器電源電壓

15V，初始電壓uC(0)=0，試畫出輸出電壓uo(t)的波形圖。2.3.5微分器利用積分器和相加器求解微分方程2.3.6電壓-電流變換V/I和電流-電壓變換I/V1電壓-電流變換V/I2電流-電壓變換I/V例2.3.8設(shè)計精密直流電壓測量電路如果R1=100K，表頭最大量程100微安，輸入電壓的最大值是多少？例2.3.9儀用放大器又稱數(shù)據(jù)放大器，如下圖。調(diào)節(jié)RG，即可調(diào)節(jié)總增量，若R2=R3=10K，R1=100K，要求總增益1000、100、10、1，設(shè)計該電路2.4由集成運放用于信號處理—有源RC濾波器2.4.1理想濾波器特性及其逼近表7–1二階濾波器的標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù),零、極點分布以及幅頻特性示意圖2.4.2常用的一階、二階有源RC濾波器1一階有源RC濾波器Uo2運放作為有限增益放大器的二階有源濾波器電路令Y1=Y3=，Y2=Y4=sC,構(gòu)成二階低通濾波器其中：則構(gòu)成帶通濾波器設(shè)計二階RC有源濾波器，要求：低頻增益A（0）=2，Q=1，f0=1kHz3運放作為無限增益放大器的多重反饋有源濾波器令Y1=1/R1，Y2=1/R2，Y3=sC3，Y4=sC4,Y5=1/R5構(gòu)成帶通濾波器令C3=C4=C，其傳遞函數(shù)為與表帶通濾波器的標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)設(shè)計二階RC有源帶通濾波器，要求：低頻增益A（ω0）=-1，Q=8，f0=1kHz用一個低通濾波器與一個高通濾波器級聯(lián)，可否構(gòu)成帶通濾波器?低通的截止頻率和高通的截止頻率應(yīng)該如何選擇和設(shè)置?4有源帶阻濾波器1〉用低通和高通并聯(lián)組成帶阻濾波器2〉用帶通和相加器組成帶阻濾波器5全通濾波器---移相器6由積分器和相加器構(gòu)成的二階有源濾波器

----狀態(tài)變量濾波器7模擬電感電路

頻變負(fù)阻電路2.5集