讲座2-放大电路与单片机控制的整合.pptVIP

* * * * * * DAL 00-1647 电院科技创新[2] 讲座2:放大电路与单片机控制的整合 上海交通大学 电子工程系 2010年4月 Agenda 运算放大器及其应用电路设计（第2步、第3步） 单片机电路和程序设计 * 反相放大器电路-可变增益 Vi Vo R1 Rf Vo = - (Rf/R1 ) Vi R11 R12 K1 K2 R13 R14 K3 K4 Rf R1 取值？ 显然，在理想化条件下，只要保证两者比例即可满足要求！ RL 运用理想运放模型进行定量化设计 第1步：假定可以满足理想条件 运算放大器及其应用电路设计——运放应用电路设计（第1步） * 第2步：考虑理想模型与实际运放的差异 理想运放模型假设 实际运放（以741为例） 输入阻抗 输出阻抗 ∞ 0 与输入引脚相连的外部电阻不能很大，否则无法将输入阻抗近似作无穷大 典型值：2 MΩ 几十 Ω 运算放大器及其应用电路设计——运放应用电路设计（第2步） 与输出引脚相连的外部电阻不能很小，否则无法将输出阻抗近似作零 * 第2步：考虑理想模型与实际运放的差异 理想运放模型假设 实际运放（以741为例） 输入阻抗 输出阻抗 开路电压增益 ∞ 0 ∞ 典型值：2 MΩ 几十 Ω 典型值：100 dB （约10万倍） 运算放大器及其应用电路设计——运放应用电路设计（第2步） 开路增益有限，电路的设计增益不能很大 （本课题中无此顾虑） * 第2步：考虑理想模型与实际运放的差异 理想运放模型假设 实际运放（以741为例） 输入阻抗 输出阻抗 开路电压增益 输出电压范围 输入电压范围 ∞ 0 ∞ 未限制 未限制 典型值：2 MΩ 几十 Ω 典型值：100 dB （约10万倍） -Vs Vo Vs (±Vs电源电压） -Vs Vi Vs 运算放大器及其应用电路设计——运放应用电路设计（第2步） 通常大部分小组会取Vs=5V 电路的输入电压和输出电压受限于此，输入信号的最大电压不能很大 （结合最大设计增益一同考虑） Vi Vo -Vs Vs VoM -VoM 是渐变，不是突变 * 第2步：考虑理想模型与实际运放的差异 理想运放模型假设 实际运放（以741为例） 输入阻抗 输出阻抗 开路电压增益 输出电压范围 输入电压范围 输入失调电压 ∞ 0 ∞ 未限制 未限制 0 典型值：2 MΩ 几十 Ω 典型值：100 dB （约10万倍） -Vs Vo Vs (±Vs电源电压） -Vs Vi Vs 几 mV 运算放大器及其应用电路设计——运放应用电路设计（第2步） 输入失调电压：当运放Vo = 0 时，其V+与V-的差值 输入电压不能太小，否则必须采取措施应对输出信号失真 * 实际运放（以741为例） 输入阻抗 输出阻抗 开路电压增益 输出电压范围 输入电压范围 输入失调电压 ∞ 0 ∞ 未限制 未限制 0 典型值：2 MΩ 几十 Ω 典型值：100 dB （约10万倍） -Vs Vo Vs (±Vs电源电压） -Vs Vi Vs 几 mV (1)R1 Rf Ri ，建议取几千到几十千欧姆 (4) 综合其他因素考虑，基本部分任务重，Vi 可取直流1-2V (2) RL Ro ，建议取10-20 KΩ (3) Vi-Vo关系 当Vs=5V，VoM ≈ 4.2V 理想运放模型假设 运算放大器及其应用电路设计——运放应用电路设计（第2步） 第2步：考虑理想模型与实际运放的差异 * 解读DATA SHEET了解LM741特性 一般性描述General Description 引脚分布Connection Diagrams：可对应物理尺寸阅读 典型应用Typical Application 极限指标Absolute Maximum Ratings 电气特性Electrical Characteristics：前页的指标主要在这里找 器件内部原理图Schematic Diagram 物理尺寸Physical Dimensions DATA SHEET之各部分（以 NationalSemiconductor 的版本为例） ★ ★ ☆ ☆ △ △ ★ 精读 ； ☆ 选读； △ 浏览 ★ 运算放大器及其应用电路设计——使用第一手资料 * 运算放大器及其应用电路设计——运放应用电路设计（第3步） 第3步：模拟开关4066的应用 模拟开关是放大电路（模拟电路）与单片机电路（数字电路）间的桥梁 控制信号 模拟信号入/出 模拟信号入/出 基本任务中，取VDD=5V VSS=0V，4066的控制信号逻辑 ‘1’=VDD ‘0’=VSS，与单片机逻辑电平