电工学 第9章集成运算放大器课件.ppt

《电工学 第9章集成运算放大器课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第9章集成运算放大器9.1集成运算放大器概述9.2放大电路中的负反馈9.3信号的运算和处理电路教学基本要求1.了解集成运算放大器的基本组成和电压传输特性；2.理解基本运算电路的工作原理和分析方法；9.1集成运算放大器概述(一)集成运算放大器的组成输入级中间级输出级输入端输出端◆特点：①多级直接耦合放大电路；②输入级采用差分放大电路，KCMRR和ri很高；③中间级采用多级共射电路，Au很高；④输出级采用互补对称功率放大电路或共集放大电路，ro很小，带负载能力很强。返回下一节上一页下一页反相输入端同相输

2、入端输出端uou－u+－ud+Auo－++◆输入方式:①反相输入②同相输入③差分输入CF74181723456100dB2387546u－u+uo+UCC－UEECF741的外部接线和管脚图返回下一节上一页下一页集成运放的图形符号◆理想运放的主要条件：(1)开环放大倍数：Ao→∞(2)开环输入电阻：ri→∞(3)开环输出电阻：ro→0(4)共模抑制比：KCMRR→∞uou－u+－ud+∞－++△理想运放的图形符号返回上一节下一节上一页下一页(二)电压传输特性ud0uo+ε－ε线性区正饱和区负饱和区+

3、UOM－UOM当－ε≤ud≤+ε时：uo=Auoud=Auo(u+－u－)当ud＞(+ε)时：uo=+UOM≈+UCC当ud＜(－ε)时：uo=－UOM≈－UEE返回下一节上一页下一页9.2放大电路中的负反馈放大电路Ao反馈电路F输入信号xi净输入信号xd输出信号xoxf反馈信号比较环节反馈示意图开环放大倍数：Ao=xoxd闭环放大倍数：Af=xoxi反馈系数：F=xfxo返回下一节上一页下一页上一节(一)反馈的概念:由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓

4、的理想运放。理想运放的条件虚短路放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。虚开路运放工作在线性区的特点在分析信号运算电路时对运放的处理分析运放组成的线性电路的出发点虚短路虚开路放大倍数与负载无关，可以分开分析。u+uo_++u–Iiuo∞－++△9.3信号的运算和处理电路(一)运算电路(1)反相比例运算电路R1uiRfR2u-u+u－=u+=0虚地i1ifi1=ifuiR1=－uoRfuo=－ＲfＲ1ui闭环电压放大倍数Af返回上一节下一节上一页下一页i+=0i

5、-=0i+i-平衡电阻当Rf=R1时：uo=－ui反相器▲静态时:uo∞－++△R1uiRfR2u－u+平衡电阻:R2=R1//Rf返回上一节下一节上一页下一页电阻R2称为平衡电阻，其作用是使集成运放的两输入端对地直流电阻相等，从而避免运放输入偏置电流在两输入端之间产生附加的差模输入电压，R2=R1//Rf。1.引入的是电压并联负反馈3.由于反相输入端虚地，输入电阻为Rif=R1。特点：2.反相比例电路中，集成运放的两个输入端电位相等，均等于0，如同两点接地一样，称为虚地。4.输出电阻小，带负载能

6、力强。5.uIC=0，对KCMR的要求低，u+=u-=0（虚地）。(2)同相比例运算电路uo∞－++△R1R2uiRfu-u+i1ifu－=u+=uiif=i1uo－u－Rfuo=RfR1)u+(1+=u－R1uo=RfR1)ui(1+uo=ui——条件？平衡电阻:R2=R1//Rfuo∞－++△ui电压跟随器返回上一节下一节上一页下一页i+=0i-=0i+i-Rf=0R1=∞电阻R称为平衡电阻，其作用是使集成运放的两输入端对地直流电阻相等，从而避免运放输入偏置电流在两输入端之间产生附加的差模输入电

7、压，R=R1//Rf。1.引入的是电压串联负反馈3.输出电压与输入电压同相，并且增益不会小于1.特点：2.具有较高的输入电阻和很低的输出电阻，常做缓冲器，高阻连接信号源，低阻连接负载如果Rf=0，则增益为1，输出电压等于输入电压，而且相位相同，称为电压跟随器。4.uIC=ui，对KCMR的要求高，u+=u-=ui（不存在虚地）。例测量电阻的电路如图所示。其中ui=U=10V，输出端接有满量程为5V的电压表，被测电阻为Rx。试找出Rx与电压表读数的关系；uo∞－++△R11MΩuiRx+U－V－+0~

8、5V解：uo=－ＲxＲ1uiＲx=－Ｒ1uiuo=－105uoΩuo/VＲx/Ω－1－2－3－4－51052×1053×1054×1055×105返回上一节下一节上一页下一页相当于开路uo´´=－ＲfＲ12ui2(二)加法运算电路uo∞－++△R12RfR2R11ui1ui2uo=uo´+uo´´+①②相当于开路ui2∞－++△R12RfR2R11uo´´∞－++△R12RfR2R11ui1uo´虚地uo´=－ＲfＲ11ui1虚地返回上一节下一节上一页下一页uo=uo