集成运算放大器的应用3

《集成运算放大器的应用3》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第6章集成运算放大器的应用6.1理想运放及运放工作的两个区域6.2运放的线性应用电路6.3运放的非线性应用电路——电压比较器6.4实际应用电路举例6.1理想运放及运放工作的两个区域6.1.1理想运算放大器理想运放可以理解为实际运放的理想化模型。就是将集成运放的各项技术指标理想化，得到一个理想的运算放大器。即：（1）开环差模电压放大倍数Aod=∞；（2）差模输入电阻rid=∞；（3）输出电阻rod=0；（4）输入失调电压UIO=0，输入失调电流IIO=0；输入失调电压的温漂dUIO/dT=0，输入失调电流的温漂dIIO/dT=0；（5）共模抑制比K

2、CMR=∞；（6）输入偏置电流IIB=0；（7）-3dB带宽fh=∞；（8）无干扰、噪声。6.1.2集成运放的两个工作区1．运放工作在线性工作区时的特点在集成运放应用电路中，运放的工作范围有两种情况：工作在线性区或工作在非线性区。线性工作区是指输出电压uo与输入电压ui成正比时的输入电压范围。在线性工作区，集成运放uo与ui之间关系可表示为：uo=Aodui=Aod(u+-u-)式中，Aod为集成运放的开环差模电压放大倍数，u+和u-分别为同相输入端和反相输入端电压。对于理想运放，Aod=∞；而uo为有限值，工作在线性区时，有：u+-u-≈0，即

3、：u+≈u-这一特性称为理想运放输入端的“虚短”。“虚短”和“短路”是截然不同的两个概念，“虚短”的两点之间，仍然有电压，只是电压十分微小；而“短路”的两点之间，电压为零。由于理想运放的输入电阻rid=ric=∞，而加到运放输入端的电压u+-u-有限，所以运放两个输入端的电流：i+=i-≈0这一特性称为理想运放输入端的“虚断”。2.运放工作在非线性工作区时的特点在非线性工作区，运放的输入信号超出了线性放大的范围，输出电压不再随输入电压线性变化，而是达到饱和，输出电压为正向饱和压降UOH（正向最大输出电压）或负向饱和压降UOL（负向最大输出电压），

4、如图6.1所示。图6.1集成运放的传输特性理想运放工作在非线性区时，由于rid=ric=∞，而输入电压总是有限值，所以不论输入电压是差模信号还是共模信号，两个输入端的电流均为无穷小，即仍满足“虚断”条件：i+=i-≈0为使运放工作在非线性区，一般使运放工作在开环状态，也可外加正反馈。6.2运放的线性应用电路线性应用电路中，一般都在电路中加入深度负反馈，使运放工作在线性区，以实现各种不同功能。典型线性应用电路包括各种运算电路及有源滤波电路。6.2.1信号运算电路1.比例运算电路(1)反相比例运算电路反相比例运算电路也称为反相放大器，电路组成如图6.

5、2所示。图6.2反相比例运算电路(2)同相比例运算电路同相比例运算电路又称为同相放大器，其电路如图6.3所示。输入电压加在同相输入端，为保证运放工作在线性区，在输出端和反相输入端之间接反馈电阻Rf构成深度电压串联负反馈，R′为平衡电阻，R′=Rf∥R1。图6.3同相比例运算电路比例系数取决于电阻Rf与R1阻值之比。同相比例运算电路中引入了电压串联负反馈，故可以进一步提高电路的输入电阻，降低输出电阻，Ri=∞，Ro=0。图6.3中，若R1=∞或Rf=0，则uo=ui，此时电路构成电压跟随器，如图6.4所示。图6.4电压跟随器2.求和运算电路（1）反

6、相求和电路反相求和电路如图6.6所示，图中有两个输入信号ui1、ui2（实际应用中可以根据需要增减输入信号的数量），分别经电阻R1、R2加在反相输入端；为使运放工作在线性区，Rf引入深度电压并联负反馈；R′为平衡电阻，R′=Rf∥R1∥R2。图6.6反相求和电路（2）同相求和电路为实现同相求和，可以将各输入电压加在运放的同相输入端，为使运放工作在线性状态，电阻支路Rf引入深度电压串联负反馈，如图6.7所示。图6.7同相求和电路3.积分和微分电路（1）积分电路积分电路可以完成对输入信号的积分运算，即输出电压与输入电压的积分成正比。这里介绍常用的反相

7、积分电路，如图6.8所示。电容C引入电压并联负反馈，运放工作在线性区。图6.8反相积分电路基本形式图6.9基本积分电路的积分波形（2）微分电路微分是积分的逆运算，微分电路的输出电压是输入电压的微分，电路如图6.10所示。图中R引入电压并联负反馈使运放工作在线性区。图6.10基本微分电路图6.11微分电路信号波形6.2.2有源滤波电路滤波电路可分为低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波。各种滤波器的特性如图6.12所示，图中同时给出了滤波器的理想特性和实际特性。图6.12滤波器的理想特性和实际滤波器特性1.低通滤波电路一阶有源低通滤波电路如图6.1

8、3所示，它由集成运放和一阶RC无源低通滤波电路组成，Rf引入负反馈使运放工作在线性区。图6.13一阶有源低通滤波电路图6.14一阶有源低