机械电子技术第二章教程分析.ppt

2.1.2 放大器的作用 1）增大信号幅值，适应进一步处理的要求。传感器输出信号一般比较微弱，所以信号的检测通常都要经过放大器，以满足后续处理。 2）阻抗变换作用。利用放大器输入阻抗高、输出阻抗低的特点，可以在各部分电路之间起隔离作用，实现阻抗匹配。 3）在模-数和数-模转换电路中，可利用运算放大器实现各种常规的运算功能。例如电压和电流的求和、积分、比较等等。 §1 差动放大电路 1） 基本型差动放大器 5.1.3 双电源差放 5.1.5 差放电路的几种接法 作业 6-3、交流电压跟随电路 同相放大电路的特例 为减小失调电流，R3= R2 什么式PID电路？ PID（比例–积分–微分）电路又称为PID调节器，是一种常见的控制电路。调节器的任务是将一定的物理量（被调节参数X）调节到预先给定的理论值（或称额定值W），并克服干扰的影响保持这一值。 +UCC RC C2 C1 Rf ui uo i ib if 例4：估算电路深反馈条件下的闭环电压放大倍数 反馈网络：Rf 反馈形式：电压并联负反馈 闭环放大倍数： 作业： P314 5－4 5－7 理想运放的条件： 放大倍数与负载无关，可以分开分析。 虚短路 虚开路 理想运算放大器反馈形式 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， _ + ? + ? u+ u- u0 净输入信号 _ + ? + ? R2 R1 RP ui uo _ + ? + ? R2 R1 RP ui uo 电压串联负反馈 电压并联负反馈 + － R2 + R2 IO － + + uo R RL R1 ui 电流串联负反馈 电流并联负反馈 _ + ? + ? R2 R1 RP Us RF RL F IL + － RF R2 RL + R1 RL +Vcc（＋12V） R1 R3 R5 2.2k 200K 5.1k T1 T2 VI Vo R2 200K R6 19k R4 1k -VCC (-12V) β1＝β2＝60 深反馈放大器如图所示。试回答下列问题： 1）判别反馈类型及正负反馈。 2）计算中频电压放大倍数AV＝VO∕VI ? 电路如图所示，试回答下列问题： (1) 分析电路中反馈为何种组态？ (2) 估算放大器闭环电压放大倍数AVVf＝？ (3) 信号源为电流源，应采用何种反馈组态？ 电路怎样连接？ (4) 改动后放大器闭环电压放大倍数AVVf为多大？ 解： (1) RfRb2 电压串联负反馈 (2) AVVf＝1＋Rf/Rb2 (3) 应改为电压并联负反馈； 运算放大器同、反相输入端位置互换， 反馈电阻Rf接到Ub1处 (4) AVVf＝－Rf/Rb1 4.1 运算放大器的电路模型 运算放大器（简称运放）：是一种用集成电路工艺制成的多端元件。将整个电路的各个元件做在一个半导体基片上。 运算放大器NE5532P和HA17339的封装图 T3 T4 T5 T1 T2 IS 集成运放的基本结构 优点: 工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。 分类: 模拟集成电路、数字集成电路 小、中、大、超大规模集成电路 运放符号： 运放的符号和特点 u+称同相输入端。当电压由此引脚接入时，输出电压与输入电压极性相同。 uo称（电压）输出端 u－称反相输入端。当电压由此引脚接入时，输出电压与输入电压极性相反 运放内部含有晶体管，需外施电压源才能工作。但分析工作原理时，电源接入端一般不画出。 运放的电路模型 1、实际运放的输入输出特性： 2、实际运放的电路模型 运放在线性区工作时，可用电压控制电压源电路等效（VCVS） A称运放的开环放大倍数 Ri称运放的输入电阻 Ro称运放的输出电阻 有： 运算放大器电路模型中参数的典型取值范围 运放的开环增益非常大，一个微小的输入电压就足以使运放工作到饱和区。因此，为使运放工作在线性区，必须引入负反馈。这里所谓负反馈是将输出电压或输出电压的一部分回馈到反相输入端。 3、理想运放的模型 理想化条件：1）无穷大的开环增益 2）无穷大的输入电阻 3）输出电阻为零。 理想运放的符号 _ + ? + ? u+ u- u0 理想运放的特性 1 、因为输入电阻为无穷大，所以输入电流为零 相当于输入开路，称为虚断。 2 、因为开环增益为无穷大，输出电压为有限值，所以输入电压 电压相等，相当于短路，称为虚短。 理想运放的电路模型 o o o o + _ u－ ＋ Aud + _ u0 VCVS + _ u＋ 理想运放为: 受ud＝（u＋－u－）电压控制的受控电压源 5.2 含有运算放