模电课件--集成运算放大器及其应用电路.ppt

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1、6.4集成电压比较器6.1集成运放应用电路的组成原理第六章集成运算放大器及其应用电路6.1集成运放应用电路的组成原理根据集成运放自身所处的工作状态，运放应用电路分：线性应用电路和非线性应用电路两大类。线性应用电路-+AZ1Zfvovs1vs2iZ1或Zf采用非线性器件（如三极管），则可构成对数、反对数、乘法、除法等运算电路。Z1或Zf采用线性器件(R、C)，则可构成加、减、积分、微分等运算电路。组成：集成运放外加深度负反馈。因负反馈作用，使运放小信号工作，故运放处于线性状态。非线性应用电路-+AvovIVREF组成特点：运放开环工作。由于开环工作时运放增益很大，因

2、此较小的输入电压，即可使运放输出进入非线区工作。例如电压比较器。6.1.1集成运放理想化条件下两条重要法则理想运放失调和漂移0推论因则因则说明：相当于运放两输入端“虚短路”。虚短路不能理解为两输入端短接，只是(v–-v+)的值小到了可以忽略不计的程度。实际上，运放正是利用这个极其微小的差值进行电压放大的。同样，虚断路不能理解为输入端开路，只是输入电流小到了可以忽略不计的程度。相当于运放两输入端“虚断路”。实际运放低频工作时特性接近理想化，因此可利用“虚短、虚断”运算法则分析运放应用电路。此时，电路输出只与外部反馈网络参数有关，而不涉及运放内部电路。集成运放基本应

3、用电路反相放大器-+AR1Rf+-vsvoifi1类型：电压并联负反馈因则反相输入端“虚地”。因则由图输出电压表达式：输入电阻输出电阻因因深度电压负反馈，同相放大器-+AR1Rf+-vsvoifi1类型：电压串联负反馈因则注：同相放大器不存在“虚地”。因由图输出电压表达式：输入电阻输出电阻因深度电压负反馈，因则同相跟随器-+A+-vsvo由图得因由于所以，同相跟随器性能优于射随器。归纳与推广当R1、Rf为线性电抗元件时，在复频域内：反相放大器同相放大器拉氏反变换得注：拉氏反变换时加、减运算电路反相加法器6.1.2运算电路-+AR2Rf+-vs2voifi2R1i1

4、+-vs1因则因则即整理得说明：线性电路除可以采用“虚短、虚断”概念外，还可采用叠加原理进行分析。令vs2=0则令vs1=0则例如同相加法器-+AR2Rf+-vs1voR1+-vs2R3利用叠加原理：则减法器Rf-+AR3vs1voR2vs2R1令vs2=0，则令vs1=0，积分和微分电路有源积分器-+ARC+-vsvo方法一：利用运算法则则方法二：利用拉氏变换拉氏反变换得有源微分器利用拉氏变换：拉氏反变换得-+ARC+-vsvo波形变换tvs0输入方波积分输出三角波vot0微分输出尖脉冲tvo0对数、反对数变换器对数变换器-+AR+-vsvo利用运算法得：由于整

5、理得缺点：vo受温度影响大、动态范围小。vs必须大于0。反对数变换器利用运算法则得由于整理得缺点：vo受温度影响大。vs必须小于0。-+AR+-vsvoT6.1.3仪器放大器仪器放大器是用来放大微弱差值信号的高精度放大器。特点：KCMR很高、Ri很大，Av在很大范围内可调。三运放仪器放大器由得由得由减法器A3得：若R1=R2、R3=R5、R4=R6整理得vI1+-A1R1-+A2RGvo1vOvI2-+A3R2R3R4R5R6iGvo26.1.3精密整流电路精密半波整流电路利用集成运放高差模增益与二极管单向导电特性，构成对微小幅值电压进行整流的电路。vo-+AvI

6、R1voR2RL+-D1D2vI=0时vO=0D1、D2vO=0vI>0时vO<0D1、D2vO=0vI<0时vO>0D1、D2vO=-(R2/R1)vI工作原理：vOvI-R2/R1传输特性vItvOtvIR2R1-输入正弦波输出半波精密转折点电路当v->0，即vI>-(R3/R1)VR时：当v-<0，即vI<-(R3/R1)VR时：vo-+AVRR1voR2RL+-D1D2R3vI由图vO>0D1、D2传输特性vOvI-R2/R3VRR3R1-vO<0D1、D2vO=0则则6.4集成电压比较器电压比较器的

7、作用比较两输入信号大小，并以输出高、低电平来指示。电压比较器的特点输入模拟量，输出数字量。实现模拟量与数字量间的转换。6.4.1电压比较器的作用电压比较器工作原理只要开环Avd很大，则v+、v-间的微小差值，即可使运放输出工作在饱和状态。由可知v+>v-时，vo=Vomax（正饱和值）v+VREF时，vo=VominvI=VREF时，逻辑状态转换理想特性vIvoVREFVomaxVomi

8、n0实际比