集成运算放大器及其基本应用2-1.ppt

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1、集成运算放大器及其基本应用第2章小结2.1放大的概念及相关性能指标2.2集成运算放大电路概念与性质2.3基本运算电路2.4电压比较器运算放大器的两个工作区域（状态）1.运放的电压传输特性：设：电源电压±VCC=±10V。运放的AVO=104│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。AVO越大，线性区越小，当AVO→∞时，线性区→02.2一般问题2.理想运算放大器：开环电压放大倍数AV0=∞差摸输入电阻Rid=∞输出电阻R0=0为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：理想运放工作在线性区的条件：电路中有负反馈

2、！运放工作在线性区的分析方法：虚短（U+=U-）虚断（ii+=ii-=0）3.线性区4.非线性区（正、负饱和输出状态）运放工作在非线性区的条件：电路中开环工作或引入正反馈！运放工作在非线性区的分析方法在电压比较器一节讨论2.3基本运算电路2.3.1比例运算2.3.2加法与减法运算2.3.3微分与积分运算2.3.4基本运算电路应用举例2.3.1比例运算一、反相比例运算运算放大器在线性应用时同时存在虚短和虚断虚断虚地为使两输入端对地直流电阻相等：R2=R1//Rf平衡电阻特点：1.为深度电压并联负反馈，Auf

3、=Rf/R12.输入电阻较小RifRifRif=R13.uIC=0，对KCMR的要求低u+=u-=0虚地二、同相比例运算Auf=1跟随器当R1=，Rf=0时，特点：1.为深度电压串联负反馈，Auf=1+Rf/R12.输入电阻大Rif=3.，对KCMR的要求高uIC=uiu+=u-=uI_++uiuo此电路是电压并联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。三、电压跟随器结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相

4、比例运算放大器的特例。2.3.2加法与减法运算一、加法运算1.反相加法运算R3=R1//R2//RfiFi1+i2若Rf=R1=R2则uO=(uI1+uI2)R2//R3//R4=R1//Rf若R2=R3=R4，则uO=uI1+uI2Rf=2R12.同相加法运算u+与ui1和ui2的关系如何？注意：同相求和电路的各输入信号的放大倍数互相影响，不能单独调整。法1：利用叠加定理uI2=0uI1使：uI1=0uI2使：一般R1=R1；Rf=RfuO=uO1+uO2=Rf/R1(uI2uI1)法2：利用

5、虚短、虚断uo=Rf/R1(uI2uI1)减法运算实际是差分电路二、减法运算2.3.3微分与积分运算R2=Rf虚地虚断RfC1=—时间常数微分电路输出电压:一、微分运算uItOuOtO二、积分运算=当uI=UI时，设uC(0)=0时间常数=R1Cf积分电路输出电压：tuIOtuOO2.3.4基本运算电路应用举例例2.3.1测量放大器(仪用放大器)同相输入同相输入差分输入uo1uo2对共模信号：uO1=uO2则uO=0对差模信号：R1中点为交流地为保证测量精度需元件对称性好u+=u-=usio=i1=

6、us/R11.输出电流与负载大小无关2.恒压源转换成为恒流源特点：例2.3.2电压—电流转换器例2.3.3利用积分电路将方波变成三角波10k10nF时间常数=R1Cf=0.1ms设uC(0)=0=5VuI/Vt/ms0.10.30.555uO/Vt/ms=5V55例2.3.4差分运算电路的设计条件：Rf=10k要求：uo=uI12uI2R1=5kR2=2R3R2//R3=R1//Rf=5//10R2=10kR3=5k如何求同相输入端的电位？例2.3.5开关延迟电路电子开关当uO6V

7、时S闭合，tuOO6V1msuItO3VtusO3V例：设计一个加减运算电路，RF=240k，使uo=10ui1+8ui2-20ui3解:(1)画电路。系数为负的信号从反相端输入，系数为正的信号从同相端输入。-R3RF++ui1uoR2R1ui2R4ui3(2)求各电阻值。-R3RF++ui1uoR2R1ui2R4ui3uo=10ui1+8ui2-20ui3uo_++R2R1RPuiR4R3i1i2i4i3M例：求Au=?i1=i2虚短路虚开路虚开路该放大电路，在放大倍数较大时，可避免使用大电阻

8、。但R3的存在，削弱了负反馈。例：A/D变换器要求其输入电压的幅度为0~+5V，现有信号变化范围为-5V~+5V。试设计一电平抬高电路，将其变化范围变为0~+5V。+5V-5V+5V+2.5V电平抬高电路A/D计算机uiuouo=0.5ui+2.5Vuo=0.5ui+2.5V=0.5(ui+5)V_++10k20k+5V5kui20kuo1uo_++20k20k10k例：由三运放放大器组成的温度测量电路。