第3章集成運算放大器

第3章集成運算放大器及其應用第3章集成運算放大器第1節(jié) 集成運算放大器簡介第2節(jié) 集成運算放大器在信號運算電路中的應用第3節(jié) 集成運算放大器電路中的負反饋第4節(jié) 集成運算放大器在信號處理電路中的應用第5節(jié) 集成運算放大器在波形產(chǎn)生電路中的應用第6節(jié) 集成運算放大器的使用第7節(jié) 集成運算電路的Multisim仿真第3章重點理想運算放大器的特點運算放大器的運算功能負反饋的概念、負反饋類型的判斷、負反饋對放大器性能的影響比較器正弦波振蕩器第1節(jié)集成運算放大器簡介輸出級輸入級中間級

u－反相輸入端

u＋同相輸入端一、集成運算放大器的組成uo-UEE+UCCT3T4T5T1T2IS理想運放：

Rid

=

KCMRR

=

Ro

=

0Ad=

二、運放的特點和符號_++u+u-uo

Rid很高:>106KCMRR很大

Ro

很?。簬讆幾十

Ad很大:104~107運放符號：－＋＋

u－

u+

uoAu

uo=Ad(u+-u-)線性區(qū)Ad很大，運放的線性范圍ε很小，必須加負反饋才能使其工作于線性區(qū)uiuo+UOM-UOM三、運放的電壓傳輸特性四、運放的兩個重要分析方法飽和區(qū)Uo=±UoM☆虛斷☆虛短同相和反相輸入兩端間可視為斷開同相和反相輸入端間可視為短路（電壓）思考題1、理想運算放大器的特點是什么？2、什么是虛斷和虛短？應用時，有什么條件？習題：P第2節(jié)集成運算放大器在信號運算電路中的應用理想運放：Rid=KCMRR

=Ro=0Ad=_++u+u-u0理想運放、虛短、虛斷的概念☆虛斷☆虛短同相和反相輸入兩端間可視為斷開同相和反相輸入端間可視為短路（電壓）一、基本運算電路_++RfR1R2uiuoiiif反相器1.反相比例放大器及反向器虛短虛斷取則平衡電阻，使輸入端對地的靜態(tài)電阻相等。_++RfR1R2uiuo平衡電阻R2作用_++RfR1R2uiuoifi12.同相比例放大器及電壓跟隨器虛短虛斷變形RfR1R2uiuoR3電壓跟隨器_++R1R2uiuoRf_++R2uiuo_++uiuouo_++RfR1R2ui2RPui1i1i2if3.加法器虛短虛斷取則此電路如果以u+為輸入，則輸出為：同相求和運算RRf++ui1uoR1R2ui2-疊加原理取則_++RfR1R2ui2uoR3ui1疊加原理4.減法器取則取則i1ifui-++RRPCuo=RC——積分時間常數(shù)5.積分器ui－++uoRR2i1ifC

=RC——微分時間常數(shù)6.微分器若輸入：則：tuo0tui0uoR/2R/2++ARR-++A-+ARRR1ui1ui2uo1uo2ab+例：圖示電路，證明：二、集成運放組合電路分析舉例++A_+ARRR1ui1ui2uAuBab+迭加求解法根據(jù)電路的對稱性ui1單獨作用ui2單獨作用uoR/2R/2++ARRuAuBuA單獨作用uB單獨作用ui>0時：ui<0時：_+AuoR1RF1RF2Dui+例：圖示電路，計算uo。P73：例3-2、3-3、

3-4、3-5第3節(jié)集成運算放大器電路中的負反饋放大電路輸出量（電壓或電流）的一部分或者全部通過反饋電路送回到輸入端，就稱為反饋負反饋框圖：若反饋信號削弱了輸入信號，就稱為負反饋+一、反饋基本概念負反饋電路的三個環(huán)節(jié)：放大反饋基本放大電路反饋網(wǎng)絡

+–迭加開環(huán)/閉環(huán)放大電路若反饋信號增強了輸入信號，就稱為正反饋負反饋框圖基本放大電路反饋網(wǎng)絡

+–開環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)反饋深度交流反饋直流反饋二、反饋類型判別正反饋負反饋電流反饋電壓反饋并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋1.有反饋和無反饋的判別++uiuoUZuiuo2.正反饋和負反饋的判別單運放電路中，輸出被送到反相輸入端——負反饋 被送到同相輸入端——正反饋_++ui2uoui1－++uoRR2R1ui3.交流反饋和直流反饋的判別基本放大電路輸出端的信號引回到輸入端是交流還是直流。（可交直流）CERL+++電壓反饋：反饋信號正比uo，令RL=0反饋不存在電流反饋:反饋信號正比io，令RL=0反饋存在電壓電流4.電壓/電流反饋的判別串聯(lián)并聯(lián)5.串聯(lián)和并聯(lián)反饋的判別三、負反饋組態(tài)并聯(lián)反饋反饋不存在，是電壓反饋例3.4.9輸出送到運放反向輸入端，是負反饋C隔直通交，是交流反饋交流電壓并聯(lián)負反饋_++uiuoRLR1R2CRf電壓（電流）串聯(lián)（并聯(lián)）負反饋串聯(lián)反饋反饋存在，是電流反饋例3.4.10輸出送到運放反向輸入端，是負反饋交直流反饋交直流電流串聯(lián)負反饋uo+-+RLRsusR1四、負反饋對放大電路性能的改善1.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性負反饋使放大倍數(shù)下降在深度負反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡有關(guān)。反饋深度深度負反饋時2.改變輸入、輸出電阻串聯(lián)反饋輸入電阻并聯(lián)反饋輸入電阻電流反饋輸出電阻電壓反饋輸出電阻3.展寬頻帶fAAf0.707AM0.707AfM4.減小波形失真uiuo加反饋前ufuiuduo加反饋后開環(huán)，飽和區(qū) u+>u-

uo=+UoM

u+<u-

uo=-UoM

++uouiURuoui0+UoM-UoMUR１．電壓比較器第4節(jié)集成運算放大器在信號處理電路中的應用++uouituituo+UoM-UoM例：過零比較器：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲āoui0+UZ+0.7-UZ-0.7穩(wěn)定輸出電壓++uiuoUZ2．遲滯電壓比較器/施密特觸發(fā)器分析：1、因為有正反饋，所以輸出飽和。2、當uo正飽和時：3、當uo負飽和時：－++uoRR2R1uiURUTH——上限閥值電壓UTL——下限閥值電壓4、回差電壓：傳輸特性UTH-UTL稱為回差電壓抗干擾能力:小于回差電壓的干擾不會引起跳轉(zhuǎn)UTHUTL下門限電壓上門限電壓uoui0UoM-UoMtuiUTHUTLtuoUoM-UoM輸入正弦波的情況理想濾波器

３．有源濾波器f低通高通f帶阻f帶通f一階無源低通濾波器010.7070截止頻率此電路的缺點：1、帶負載能力差。2、無放大作用。3、特性不理想，邊沿不陡。RCR低頻截止頻率一階有源低通濾波器此電路改進：1、帶負載能力增強。2、有放大作用。3、特性不理想，但邊沿變陡。0RR1RfC+-+低頻截止頻率思考題1、工作在線性放大區(qū)的運算放大器電路有什么共同點？2、為什么在分析運算電路時可用疊加定理？3、電壓比較器是運算放大器的非線性應用？比較器有什么用途？4、5、什么是有源濾波？一、正弦波振蕩器如果：去掉仍有信號輸出反饋信號代替了放大電路的輸入信號第5節(jié)集成運算放大器在波形產(chǎn)生電路中的應用1.振蕩器框圖及振蕩條件原理基本放大電路反饋網(wǎng)絡

++基本放大電路反饋網(wǎng)絡

自激振蕩條件的推導：自激振蕩的條件：基本放大電路反饋網(wǎng)絡

（1）幅度平衡條件：（2）相位平衡條件：n=0,1,2,3,…2.文氏橋式正弦波振蕩器uiufuo_++R2RCRCR1基本放大電路反饋網(wǎng)絡

RCRC+90–90在

處振蕩頻率思考題1、什么叫負反饋？負反饋對放大器的性能有何影響？2、負反饋有哪些類型？3、正反饋有什么作用？4、自激振蕩的條件是什么？5、舉例說明，生活中正反饋和負反饋。6、在正弦波發(fā)生器中為什么要有負反饋？第6節(jié)集成運算放大器使用注意問題一、集成運放的類型選擇通用型二、使用中應注意的幾個問題1、消振+-+7236-++54F004+15V-15V+-+7236-++54F007+15V-15V110K2、調(diào)零專用型：高精度型、

高阻型、

低功耗型、高速型、

高壓型、

大功