[理学]第2章 集成运放及其基本应用.ppt

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