模拟电子技术配套教学课件ppt王连英电子教案习题解答模拟电子技术 教学课件 ppt 作者 王连英电子教案习题解答 第06章080729.doc

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1、第6章　集成运算放大器的应用本章基本内容、教学要点及能力培养目标本章首先介绍了理想运放的概念和特点，然后介绍了集成运放在模拟信号的运算和处理中的典型应用单元电路。通过本章的学习，要求能熟练应用集成运放工作在线性区和非线性区时的特点来分析、计算集成运放在模拟信号的运算和处理应用中的典型单元电路。本章要讨论的问题●什么是理想运放？其指标参数有哪些特点？为什么理想运放工作在线性区时会有“虚短”和“虚断”的特点？为什么理想运放工作在非线性区时“虚短”的特点不复存在？●模拟信号运算电路中的集成运放一定要引入负反馈吗？怎样分析运算电路的运算关系？●滤波电路的功能是什么？由集成运放组成的有源滤波电路常用

2、的有哪几种？有什么特点？●集成运放在使用中应注意哪些问题？集成运放如何在单电源供电的情况下正常工作？6.1理想集成运算放大器重点内容1、集成运放的传输特性；2、理想运放的特点；3、集成运放工作在线性区和非线性区的重要特点；4、集成运放工作区域的判断。难点内容1、集成运放的传输特性；2、集成运放工作区域的判断。课堂提问和讨论解答T6.1.1　什么是理想运算放大器？理想运放有什么特点？解答：所谓理想运放就是将各项技术指标理想化的运算放大器。表现在其主要技术指标上时为：（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ro＝0；165（4）共模抑制比KCMR＝∞；

3、（5）输入失调电压VIO、失调电流IIO以及它们的温漂dVIO/dT、dIIO/dT均为零；（6）上限截止频率fH＝∞；（7）输入偏置电流IIB＝0；等等。实际上，集成运放的技术指标都是有限值，理想化处理后必然带来分析的误差。但是，在一般的工程应用中，这些误差都是允许的，偏差并不大。而且，随着制造集成运放的工艺水平不断提高，集成运放产品的各项性能指标越来越接近于理想，误差也越来越小。只是在进行误差分析时，才考虑实际有限值所带来的影响。在实际应用中，运用理想化的概念，有利于抓住事物的本质问题，忽略次要因素，简化分析的过程。在随后的分析中，如无特别的说明，均将集成运放作为理想运放来考虑。T6.

4、1.2　若要使集成运放工作在线性区域，为什么在电路中必须引入负反馈？解答：由于理想运放（实际运放可视为理想运放）Aod＝∞，如不采取适当措施，即使在两个输入端之间加上微小的输入电压值，都有可能使集成运放超出其线性工作范围。因此，一般情况下，为了保证集成运放工作在线性区域，必须在电路中引入深度负反馈，才能使集成运放的净输入量趋于零。另一方面，由于理想运放的Aod＝∞，故只要引入的是负反馈，即可认为是深度负反馈。T6.1.3　工作在线性区的理想运放有什么重要特点？工作在非线性区的理想运放有什么重要特点？解答：集成运放的传输特性如图6.1.1（a）所示，若在集成运放的同相输入端和反相输入端分别加

5、上输入信号v＋和v－，则所得的差模输入信号为（v＋－v－），也称之为净输入电压信号。输出电压信号vO与差模输入电压信号（v＋－v－）的关系曲线vO＝f（v＋－v－），称为集成运放的电压传输特性。设集成运放输出电压的最大值为±VOm，则其电压传输特性曲线如图6.1.1（b）所示。由于集成运放的开环差模电压放大倍数Aod很大，通常可达105，因此，只有在｜v＋－v－｜值很小时，vO才与（v＋－v－）成线性关系，此时称集成运放工作在线性区，且vO＝（v＋－v－）Aod当｜v＋－v－｜值稍大时，vO的值依（v＋－v－）的极性变化只要两种可能，不是＋VOm165，就是－VOm。此时，称集成运放工作在

6、非线性区，且vO≠（v＋－v－）Aod。理想集成运放工作在线性区时有两个重要的特点：1、差模输入电压等于零由于理想运放工作在线性区时，有式vO＝（v＋－v－）Aod　的关系，且vO为有限值、Aod＝∞，所以净输入电压（v＋－v－）＝0，即v＋－v－＝＝0即v＋＝v－上式表示理想运放工作在线性区时，同相输入端和反相输入端的电位无限接近，但又不是真正短路，只是近似短路，称为“虚短路”，简称“虚短”。实际运放Aod≠∞，因此v＋与v－不可能完全相等。但是当Aod足够大，集成运放工作在线性区时的差模输入电压（v＋－v－）的值很小，与其他电路电压相比可以忽略不计，因此可以认为两输入端近似为“虚短路”

7、。2、差模输入电流等于零由于理想运放的差模输入电阻rid＝∞，且差模净输入电压为零，所以两个输入端的输入电流均为零，即i＋＝i－＝0换言之，从集成运放的输入端看进去，两个输入端相当于断路，但又不是真正断路，只是近似断路，称为“虚断路”。应当特别指出，“虚短”和“虚断”是非常重要的概念，是集成运放工作在线性区时的两点重要的结论，是分析集成运放线性应用电路输入信号与输出信号关系的两个基本出发点。如图6.1.1（b）所示，如果