模拟电子技术项目式教程 教学课件 作者 张惠荣 学习单元4.ppt

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1、学习单元4集成运算放大器的认知任务4.1了解多级放大电路任务4.2差动放大电路的分析任务4.3集成运算放大器的线性应用学习目的要知道：阻容耦合、直接耦合、变压器耦合、零点漂移、幅频特性、相频特性、上限截止频率、下限截止频率、通频带、差模、共模、共模抑制比等基本概念；差动放大电路克服零漂、抑制共模信号的工作原理；运放工作在线性区的两大结论；会计算：多级放大电路的Au、Ri、Ro；带公共射极电阻的差动放大电路和具有恒流源的差动放大电路的静态工作点、差模电压放大倍数；集成运放组成的反相比例、同相比例、加法、减法、积分、微分等运算电路的输出

2、电压。会画出：反相比例、同相比例、加法、减法、积分、微分等集成运算电路结构形式。会写出：工作在线性区集成运放电路输出与输入的函数关系。任务4.1了解多级放大电路多级放大电路的第一级与信号源相连称为输入级；最后一级与负载相连称为输出级；其余称中间级，如图4-1所示。于是，我们可以分别考虑输入级如何与信号源进行配合；输出级如何满足负载的要求；中间级如何保证放大倍数足够大。图4-1多级放大电路方框图4.1.1级间耦合方式多级放大电路是由两级或两级以上的单级放大电路连接而成的。在多级放大电路中我们把级与级之间的连接方式称为耦合方式。而级与

3、级之间耦合时，必须满足：（1）耦合后，各级电路仍具有合适的静态工作点；（2）保证信号在级与级之间能够顺利地传输过去；（3）耦合后，多级放大电路的性能指标必须满足实际的要求。为了满足上述要求，一般常用的耦合方式有：阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。1．阻容耦合我们把级与级之间通过电容连接的方式称为阻容耦合方式。电路如图4-2所示。图4-2阻容耦合两级放大电路图4-3变压器耦合放大电路2．变压器耦合我们把级与级之间通过变压器连接的方式称为变压器耦合。其电路如图4-3所示。3．直接耦合为了避免电容对缓慢变化的信号在传输过程中带来的不良影响

4、，也可以把级与级之间直接用导线连接起来，这种连接方式称为直接耦合。其电路如图4-4所示。图4-4直接耦合两级放大电路1）静态电位的相互牵制2）零点漂移前面指出单级放大电路的静态工作点会随温度等原因发生缓慢变化。阻容耦合和变压器耦合能将各级静态工作点的变化限制在本级之内。但是直接耦合会将这种变化毫无阻碍地传输到下一级，象输入信号一样逐级得到放大。这就使输入信号为零时，输出却有相当可观的随时间缓慢变化的不规则信号。当输入为零时，输出随外界条件变化而偏离静态值的现象称“零点漂移”，简称“零漂”。如果不说明输入信号为零，零漂就会被误认为有

5、信号输入。产生零漂的原因很多。三极管的参数ICBO、β、UBE都会随温度发生变化，这些变化都要使静态工作点移动而产生零点漂移。此外，电源电压的波动，电路元件参数的变化也要改变静态工作点而产生零点漂移。但最主要的原因是温度引起的漂移。温度引起的漂移称为“温漂”。因此，零漂的大小主要由温漂决定。电源电压的波动可采用高稳定度的稳压电源，而电路元件的变化可采取老化措施或精选元件来解决。温度变化所引起的漂移目前最有效的办法就是采用差动放大电路。4.1.2多级放大电路的性能指标估算1．电压放大倍数在多级放大电路中，由于各级之间是相互串联起来的，

6、前级的输出信号就是后级的输入信号，所以总的电压放大倍数等于各单级电压放大倍数的乘积，即Au=Au1Au2．．．Aun需要注意的是，在计算各单级电压放大倍数时，要考虑前后级间的影响，后级放大电路的输入电阻应是前级放大电路的负载。2．多级放大电路的输入电阻根据放大电路输入电阻的定义，多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻，即Ri=Ril3．多级放大电路的输出电阻根据输出电阻的定义，多级放大电路的输出电阻就是最后一级的输出电阻，即Ro=Ron4.1.3放大电路的频率特性我们把放大电路对不同频率的正弦信号的放大效果称为频率特性。放大电路

7、的频率特性可直接用放大电路的电压放大倍数与频率的关系来描述。电压放大倍数的幅值与频率的关系，称为幅频特性，放大电路输出电压与输入电压之间的相位差与频率的关系，称为相频特性。两种特性综合起来称为放大电路的频率特性。1．单级阻容耦合放大电路的频率特性图4-5(a)所示是单级阻容耦合共射放大电路，图4-5(b)是幅频特性，图4-5(c)是相频特性。图4-5放大电路的频率特性2．多级放大电路的幅频特性在多级放大电路中，随着级数的增加，其通频带变窄，且窄于任何一级放大电路的通频带。图4-6多级放大电路的通频带(a)两个单级放大电路的通频带(b

8、)耦合后，放大电路的通频带变窄3．按通频带要求选择电容及三极管（1）按低频特性要求选择耦合电容及发射极旁路电容下限截止频率要求越低，这些电容的容量应该越大。但要注意到，输入信号在这些电容上的压降，是由这些电容的容抗与输入电阻的分压来决