6.集成运放.pptVIP

第6章 集成运算放大器 * 6.1 集成运算放大器的简单介绍 6.3 运算放大器在信号运算方面的应用 6.4 运算放大器在信号处理方面的应用 6.2 运算放大电路中的负反馈 1. 了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。 2. 理解运算放大器的电压传输特性，理解理想 运算放大器并掌握其基本分析方法。 3. 理解用集成运放组成的比例、加减、微分和 积分运算电路的工作原理，了解有源滤波器 的工作原理。 4. 理解电压比较器的工作原理和应用。 本章要求 6.1 集成运算放大器的简单介绍 +UCC –UEE uo u– u+ 6.1.1 电路的简单说明 输入级 中间级 输出级 同相 输入端 输出端 反相 输入端 输入级：输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号，都采用带恒流源的差放 。 中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的共发射极放大电路构成。 输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。 集成运算放大器的特点 Auo 高: 80dB~140dB rid 高: 105 ~ 1011? ro 低: 几十? ~ 几百? KCMR高: 70dB~130dB 集成运放的符号： uo + + Auo u+ u– 。 。 。 +UCC –UEE – ? 特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸 6.1.2 理想运算放大器及其分析依据 1. 理想运算放大器 Auo ? ? ， rid ? ? ， ro? 0 ， KCMR? ? 2. 电压传输特性 uo= f (ui) 线性区： uo = Auo(u+– u–) 非线性区： u+ u– 时， uo = +Uo(sat) u+ u– 时， uo = – Uo(sat) +Uo(sat) u+– u– uo –Uo(sat) 线性区 理想特性 实际特性 饱和区 O + + ∞ uo u– u+ i+ i– – ? 3. 理想运放工作在线性区的特点 因为 uo = Auo(u+– u– ) 所以(1) 差模输入电压约等于 0 即 u+= u– ,称“虚短” (2) 输入电流约等于 0 即 i+= i– ? 0 ,称“虚断” 电压传输特性 + + ∞ uo u– u+ i+ i– – ? u+– u– uo 线性区 –Uo(sat) +Uo(sat) O 4. 理想运放工作在饱和区的特点 (1) 输出只有两种可能, +Uo(sat) 或–Uo(sat) (2) i+= i– ? 0,仍存在“虚断”现象 电压传输特性 当 u+ u– 时， uo = + Uo(sat) u+ u– 时， uo = – Uo(sat) 不存在 “虚短”现象 u+– u– uo –Uo(sat) +Uo(sat) O 饱和区 6.2 放大电路中的负反馈 6.2.1 反馈的基本概念 反馈：将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全部，通过某种电路（反馈电路）送回到输入回路，从而影响输入信号的过程。 反馈到输入回路的信号称为反馈信号。根据反馈信号对输入信号作用的不同，反馈可分为正反馈和负反馈两大类型。反馈信号增强输入信号的叫做正反馈；反馈信号削弱输入信号的叫做负反馈。 6.2.2 反馈的类型及其判别 负反馈放大电路有4种不同类型分别为 电压串联、电压并联、电流串联和电流并联 1 并联电压负反馈 i1 if id uo RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? RL － ? 设输入电压 ui 为正， 差值电流 id = i1 – if 各电流的实际方向如图 if 削弱了净输入电流(差值电流) ——负反馈 反馈电流 取自输出电压——电压反馈 反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较——并联反馈 特点：输入电阻低、输出电阻低 2 串联电压负反馈 + – uf + – ud uo RF ui R2 R1 + – + + ? – ? + – RL 设输入电压 ui 为正， 差值电压 ud =ui – uf 各电压的实际方向如图 uf 削弱了净输入电压(差值电压) ——负反馈 反馈电压 取自输出电压——电压反馈 反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较 ——串联反馈 特点：输入电阻高、输出电阻低 ? ? 3 串联电流负反馈 uo ui R2 RL + – + + ? – ? io R + – uf – + ud 设输入电压 ui 为正， 差值电压 ud =ui – uf 各电压的实际方向如图 uf 削弱了净输入电压(差值电压)