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[理学]第2章 集成运放及其基本应用
第2章 集成运放及其基本应用 2.1 放大的概念和放大电路的性能指标 2.1.1 放大的概念 2.1.2 放大电路的方框图及其性能指标 2、放大电路的性能指标 (2)输入电阻和输出电阻 (2)输入电阻和输出电阻 (3)通频带 (4)最大不失真输出电压Uom 2.2.2 集成运放的符号和电压传输特性 常用的集成运放芯片?A741 二、电压传输特性 例1: 2.2.3 理想集成运放 2.2.4 理想运放两个工作区域的特点 二、工作在饱和区的分析依据 2.3 理想运放组成的基本运算电路 2.3.1 比例运算电路 反相比例运算电路的特点: 例1: 二、同相比例运算 同相比例运算电路的特点: 例2: 例3: 2.3.2 加减运算电路 2. 同相加法运算 例4: 3. 减法运算 方法2:利用叠加原理分析 例5: 2.3.3 积分运算电路 例6: 2.3.4 微分运算电路 2.4 理想运放组成的电压比较器 2.4.2 单限比较器 过零比较器 带有保护的简单比较器 2、输出端的限幅电路(P58) 二、一般单限比较器 电压传输特性的三要素求解法: 例1: 2.4.3 滞回比较器 一、反相输入滞回比较器 回差电压(或门限宽度、滞迟宽度): 二、同相输入滞回比较器 三、窗口比较器(P59) 例2: 8.3 有源滤波器 四种滤波器理想的幅频特性 8.3.2 无源滤波器 低通滤波器的幅频特性: 2、高通滤波器 无源滤波器的特点: 接上负载后 8.3.3 有源滤波器 对数幅频特性 二阶有源低通滤波器 2. 一阶有源高通滤波器 对数幅频特性 8.3.4 带通滤波器 8.3.5 带阻滤波器 本章作业: C R ui uo R2 R1 + A – 其中: ——通带电压放大倍数 ——通带截止频率 如图所示的积分电路中, 已知R=100k?, C=0.01?F;t = 0时,电容两端的电压为0;输入为方波,幅值为±2V,频率为500Hz。试画出uo的波形。 uO C uI R R + A – 解: uI/V t/ms O 2 -2 2 1 3 解: uI/V t/ms O 2 -2 2 1 3 当0 t 1ms时,uI=2V t/ms uo/V O -2 当1ms t 2ms时,uI=-2V 可见:积分电路将输入的方波变换为三角波输出。 uO C uI R R + A – iR iC 由虚断和虚短性质可得: iR = iC ,uN=uP=0 – + uC 若输入信号电压为阶跃电压时,uo为尖脉冲电压。 uI t O U uo t O 2.4.1 电压比较器概述 功能:用来比较输入电压和基准电压(称为阈值电压)的大小,输出的高电平或低电平表明比较结果。 运放工作于开环或正反馈状态,因而运放工作在非线性区。 当uP uN 时, uo = + UoM 当uP uN 时, uo = – UoM 输出只有两种可能:+UoM 或–UoM UREF uo uI + A – ——运放处于开环状态 当uIUREF时,uo = +UOM 当uI UREF时,uo = –UOM UREF :参考电压 UREF uo uI + A – 电压传输特性:uo= f (uI) uI uo O UREF +UOM –UOM 当uIUREF时,uo = +UOM 当uI UREF时,uo = –UOM uI uo O UREF +UOM –UOM 一、简单电压比较器 uI uo O UREF +UOM –UOM 阈值电压:输出电压从一个电平跳变到另一个电平所对应的输入电压值,用UT表示。 图中:UT= UREF uI uo O UREF +UOM –UOM 只有一个阈值电压的电路称单限比较器。 当UREF = 0时,称为过零比较器。 uI uo O +UOM –UOM 电压传输特性 t uI O t uo +UOM –UOM O 利用简单电压比较器可将正弦波变为方波或矩形波。 uo uI + A – 反相输入 过零比较器 uo uI + A – R 使集成运放的净输入电压限制在±UD 二极管的限流电阻 1、输入端的保护电路 uo uo R DZ2 uI + A – DZ1 uo uo R uI + A – DZ uo uo R uI + A – DZ uI uo O +(UZ1+UD2) –(UZ2+UD1) uI uo O +UZ –UZ uI uo O +UZ –UD UREF uo uI + A – R2 R1 当 uN= uP =0时uo发生跃变,得阈值电压为 当uIUT时,uo = +UOM 当uI UT时,uo = –UOM 电压传输特性: uI uo O UT +UOM –UOM
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