集成运算放大器的应用ppt课件.ppt

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1、第5章集成运算放大器的应用5.1集成运放的理想化及基本电路5.2运算电路5.3电压比较器5.4集成运放的应用常识5.1.1集成运放的理想特性－＋＋反相输入端unup同相输入端信号传输方向ui输出端理想运放开环电压放大倍数ouAO集成放的符号、管脚5.1集成运放的理想化及基本电路1.理想运放的概念理想化的条件：开环电压放大倍数Aod∞;差模输入电阻rid开环输出电阻rod共模抑制比KCMRR∞;0;∞;uuou上限截止频率fH→。理想运放的符号2．理想运放在线性区的特点（1）虚短：由于两输入端之间的电压差为0，相当于两输入端短路，但

2、又不是真正的短路，故称为“虚短”。虚短实际上指的是两输入端的电压相同，也就是up=un。（2）虚断：由于ii=0，相当于两输入端开路，但又不是真正的断开，故称为“虚断”。虚断表明两输入端没有电流。集成运放的电压、电流，以及“虚短”、“虚断”示意图5.1.2集成运放的两种基本电路1.反相输入放大电路虚地点i1=if（虚断）因为有负反馈，利用虚短和虚断u+=0u－=u+=0（虚地）反馈方式：电压并联负反馈电压放大倍数:例题.R1=10k,Rf=20k,ui=-1V。求:uo、Ri。说明R的作用，R应为多大？特点：共模输入电压=0（u

3、－=u+=0）缺点：输入电阻小（Ri=R1）R为平衡电阻(使输入端对地的静态电阻相等):R=R1//Rf采用T型反馈网络的反相比例电路目的：在高比例系数时，避免R1阻值太小，使输入电阻太小。分析：u+=u-=0（虚短）i1=i2（虚断）2.同相输入放大电路u-=u+=uii1=if（虚断）平衡电阻R=Rf//R1因为有负反馈，利用虚短和虚断反馈方式：电压串联负反馈特点：输入电阻高缺点：共模输入电压≠0（u－=u+=ui）电压放大倍数:Auf=1电压跟随器此电路是同相比例运算的特殊情况，输入电阻大，输出电阻小。在电路中作用与分立元件的

4、射极输出器相同，但是电压跟随性能好。ui=u+=u-=uo因为有负反馈，利用虚短和虚断：5.2.1比例运算电路数学上y=kx（k为比例常数）称为比例运算，在电路中则可通过uo=kui来模拟这种运算，比例常数k为电路的电压放大倍数。显然，前述的反相输入放大电路和同相输入放大电路都可实现比例运算，前者k=Rf/R1<0，后者k=1+Rf/R1>0，因此分别称为反相比例电路和同相比例电路。5.2运算电路若R1=R2=R,平衡电阻R0=R1//R2//Rfi1+i2=if虚地5.2.2加法运算电路叠加原理ui1作用ui2作用综合：则有：5

5、.2.3减法运算电路5.3电压比较器将一个模拟电压信号与一参考电压相比较，输出一定的高低电平。功能：构成：运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系uo=f(ui)是非线性函数。uoui0+UOM-UOM1.运放工作在非线性状态的判定：电路开环或引入正反馈。运放工作在非线性状态基本分析方法2.运放工作在非线性状态的分析方法：若U+＞U-则UO=+UOM；若U+＜U-则UO=-UOM。虚断（运放输入端电流=0）注意：此时不能用虚短！uoui0+UOM-UOMuoui0+UOM-UOM1.过零比较器:（门限电平=0）uoui0+UO

6、M-UOM一.单门限电压比较器tuituo+Uom-Uom例题：利用电压比较器将正弦波变为方波。2.单门限比较器（与参考电压比较）uoui0+Uom-UomUREFUREF为参考电压当ui>UREF时,uo=+Uom当uiUREF时,uo=-Uom若ui从反相端输入uoui0+UZ-UZ（1）用稳压管稳定输出电压忽略了UD3.限幅电路——使输出电压为一稳定的确定值当ui>0时,uo=+UZ当ui<0时,uo=-UZ

7、（2）稳幅电路的另一种形式：将双向稳压管接在负反馈回路中uoui0+UZ-UZ当ui>0时,uo=-UZ当ui<0时,uo=+UZ二.迟滞比较器1.工作原理——两个门限电压。特点:电路中使用正反馈——运放工作在非线性区。（1）当uo=+UZ时，（2）当uo=-UZ时，UT+称上门限电压UT-称下门限电压UT+-UT-称为回差电压迟滞比较器的电压传输特性：uoui0+UZ-UZUT+UT-设ui,当ui=UT+时,

8、uo从+UZ-UZ例题：Rf=10k，R2=10k，UZ=6V，UREF=10V。当输入ui为如图所示的波形时，画出输出uo的波形。上下限：uoui08V3V传输特性+6V-6V3V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V3V传输