《集成運(yùn)算放大器a》課件

集成運(yùn)算放大器A集成運(yùn)算放大器是一種高增益、低成本的電子器件。廣泛用于各種電子電路。課程導(dǎo)言歡迎來到集成運(yùn)算放大器課程！集成運(yùn)算放大器概述集成運(yùn)算放大器(OperationalAmplifier,簡稱Op-Amp)是一種高增益、直流放大器，通常以集成電路形式實(shí)現(xiàn)。運(yùn)算放大器廣泛應(yīng)用于各種電子電路中，例如信號放大、濾波、信號處理等。它是一種功能強(qiáng)大的模擬電路組件，具有多種優(yōu)勢，例如:高增益高輸入阻抗低輸出阻抗低功耗尺寸小，價(jià)格低廉放大器分類音頻放大器用于放大音頻信號，如音樂或語音，以提高音量。射頻放大器用于放大無線電頻率信號，如廣播或通信信號。運(yùn)算放大器一種多用途放大器，用于各種電子電路，包括信號處理、濾波和控制。理想運(yùn)算放大器理想運(yùn)算放大器是一種理論模型，用于簡化運(yùn)算放大器的分析和設(shè)計(jì)。它具有無限大的開環(huán)增益、零輸入阻抗、零輸出阻抗、無限帶寬、零輸出偏移電壓和無限快的響應(yīng)速度等特性。理想運(yùn)算放大器在實(shí)際中并不存在，但它為我們提供了一個(gè)方便的工具，可以幫助我們理解運(yùn)算放大器的基本工作原理。理想運(yùn)算放大器的特性無限大的開環(huán)增益這意味著即使輸入信號非常小，也能產(chǎn)生非常大的輸出信號。無限大的輸入阻抗這意味著運(yùn)算放大器不會從輸入信號源中汲取電流。零輸出阻抗運(yùn)算放大器可以向任何負(fù)載提供電流而不會影響輸出電壓。無限帶寬這意味著運(yùn)算放大器可以放大任何頻率的信號。非理想運(yùn)算放大器有限輸入阻抗實(shí)際運(yùn)算放大器并非具有無限輸入阻抗，這會導(dǎo)致信號在輸入端發(fā)生衰減。非零輸出阻抗實(shí)際運(yùn)算放大器具有非零輸出阻抗，這會影響輸出信號的完整性。有限帶寬實(shí)際運(yùn)算放大器不能放大所有頻率的信號，其帶寬有限制。輸入偏置電流概念輸入偏置電流是指集成運(yùn)算放大器輸入端流入的微小電流，即使在輸入端沒有信號的情況下，也會有微小電流流過輸入端，導(dǎo)致輸出電壓產(chǎn)生微小的偏移。影響輸入偏置電流會導(dǎo)致輸出電壓產(chǎn)生偏移，影響運(yùn)算放大器的精度和穩(wěn)定性，在高阻抗電路中影響更加明顯。輸入偏置電壓定義運(yùn)算放大器兩個(gè)輸入端之間存在的電壓差影響影響輸出電壓的穩(wěn)定性原因輸入級晶體管的不匹配解決方法選擇低偏置電壓運(yùn)算放大器輸入差模電壓1定義兩個(gè)輸入端電壓之差2影響放大器輸出信號3關(guān)鍵信號增益4公式Vid=V+-V-輸入偏移電壓定義理想情況下，當(dāng)輸入信號為零時(shí)，輸出信號也應(yīng)該為零。但實(shí)際運(yùn)算放大器中，由于內(nèi)部器件參數(shù)不匹配，即使輸入信號為零，輸出端也會出現(xiàn)一個(gè)小的直流電壓，這就是輸入偏移電壓。影響輸入偏移電壓會影響運(yùn)算放大器的輸出精度，尤其在低頻信號放大時(shí)。單位毫伏(mV)共模抑制比100CMRR共模抑制比，衡量運(yùn)算放大器抑制共模信號的能力10dBCMRR通常以分貝（dB）表示，數(shù)值越高，抑制效果越好開環(huán)電壓增益定義運(yùn)算放大器在開環(huán)狀態(tài)下，輸出電壓與輸入電壓之比稱為開環(huán)電壓增益符號通常用AOL表示開環(huán)頻響特性100K開環(huán)增益在低頻區(qū)域，開環(huán)增益通常非常大，可達(dá)100,000倍以上。10Hz截止頻率隨著頻率的增加，增益開始下降，并在截止頻率處下降到1/√2倍。20dB/decade滾降斜率在截止頻率之后，增益以20dB/十倍頻的斜率下降。帶寬運(yùn)算放大器在高頻下增益下降。輸出電流能力定義運(yùn)算放大器能夠提供的最大輸出電流。影響因素電源電壓、負(fù)載阻抗。重要性決定運(yùn)算放大器能夠驅(qū)動負(fù)載的能力。輸出電壓擺幅12Vcc最大輸出電壓-12Vee最小輸出電壓噪聲特性運(yùn)算放大器內(nèi)部元件的熱運(yùn)動和隨機(jī)電流會產(chǎn)生噪聲，影響信號的質(zhì)量。非線性失真理想情況輸出信號與輸入信號成線性關(guān)系實(shí)際情況由于運(yùn)算放大器內(nèi)部電路的非線性特性，輸出信號會產(chǎn)生失真影響信號失真會影響音頻質(zhì)量，降低信號精度輸入電阻輸入電阻表示運(yùn)算放大器輸入端對信號源的阻抗。輸入電阻越高，對信號源的負(fù)載越小，信號源的失真也越小。輸出電阻100歐姆1K歐姆10K歐姆輸出電阻表示運(yùn)算放大器輸出端與負(fù)載之間的內(nèi)阻抗。它通常在幾十歐姆到幾百歐姆之間。輸出電阻會影響運(yùn)算放大器的輸出電流能力和輸出信號的質(zhì)量。輸出電阻越小，輸出電流能力越強(qiáng)，輸出信號質(zhì)量越好。運(yùn)算放大器接法反相放大器輸入信號經(jīng)過反相輸入端，輸出信號與輸入信號相位相反。非反相放大器輸入信號經(jīng)過非反相輸入端，輸出信號與輸入信號相位相同。電壓跟隨器輸出電壓等于輸入電壓，常用于阻抗匹配。減法放大器輸出電壓等于兩個(gè)輸入信號的差值，用于差分放大。反相放大器1輸入信號輸入信號連接到運(yùn)算放大器的反相輸入端。2反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)電阻組成，將運(yùn)算放大器的輸出端連接到反相輸入端。3輸出信號輸出信號從運(yùn)算放大器的輸出端產(chǎn)生，其幅度和相位與輸入信號相反。非反相放大器輸入信號輸入信號直接應(yīng)用于運(yùn)算放大器的同相輸入端。反饋信號輸出信號的一部分通過反饋電阻反饋到同相輸入端。增益增益由反饋電阻和輸入電阻決定，大于1。電壓跟隨器1輸入信號直接輸出輸出電壓等于輸入電壓2高輸入阻抗對電路的影響很小3低輸出阻抗可以驅(qū)動低阻抗負(fù)載減法放大器1減法運(yùn)算輸出電壓等于兩個(gè)輸入電壓之差2兩個(gè)輸入分別接收兩個(gè)不同的輸入信號3差分放大放大兩個(gè)輸入信號之間的差異微分放大器輸入信號的差值微分放大器對兩個(gè)輸入信號之間的差值進(jìn)行放大。濾波器微分放大器可以作為高通濾波器，用于放大信號的快速變化。邊緣檢測微分放大器可以用于檢測信號邊緣，例如脈沖信號的上升沿和下降沿。整合放大器1積分電路實(shí)現(xiàn)信號積分功能，用于信號濾波2微分電路實(shí)現(xiàn)信號微分功能，用于信號變化率檢測3模擬濾波器設(shè)計(jì)模擬濾波電路，實(shí)現(xiàn)特定頻率信號的過濾應(yīng)用舉例集成運(yùn)算放大器在電子系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，例如音頻放大器、濾波器