[工学]第2章集成运放.pptVIP

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 2.2 集成运算放大电路 2.3 理想运放组成的基本运算电路 2.4 理想运放组成的电压比较器 2.1 放大的概念和放大电路的性能指标 一、放大的概念 (2)、输入电阻 * 第2章 集成运放及其基本应用 电子电路中放大的本质是能量的控制和转换； 放大的基本特征是功率放大。 放大的对象 能够控制能量的元件称为有源元件如：晶体三极管、场效应管 放大是最基本的模拟信号处理功能，它是通过放大电路实现的，大多数模拟电子系统中都应用了不同类型的放大电路。放大电路也是构成其他模拟电路，如滤波、振荡、稳压等功能电路的基本单元电路。 “放大” 的含义 一是能将微弱的电信号增强到人们所需要的数值（即放大电信号），以便于人们测量和使用； 二是要求放大后的信号波形与放大前的波形的形状相同或基本相同，即信号不能失真， 二、放大电路的方框图及性能指标 1、放大电路方框图 2、放大电路的性能指标 （1）、放大倍数 （a）电压放大倍数 （b）电流放大倍数 （c）互阻放大倍数 （d）互导放大倍数 （3）输出电阻 (4)通频带 (5)最大不失真输出电压：是在不失真的前提下能够输出 的最大电压，即当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。 （6）最大输出功率：在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率。 （7）效率： 一、集成运算放大器符号及其电压传输特性 1、符号 2.2集成运算放大器 - + uP uN uo uN反相输入端 uP同相输入端 2. 运放的电压传输特性： 设：电源电压±VCC=±10V。 运放的AVO=104 │Ui│≤1mV时，运放处于线性区。 AVO越大，线性区越小， 当AVO→∞时，线性区→0 ＋ － uN uP uo 运算放大器的两个工作区域（状态） 3、理想集成运放的特点： 4、理想运放两个工作区特点： 线性区特点：虚短 虚断（引入负反馈） 非线性区特点：（开环或引入正反馈） 一、 比例运算电路 1. 反相比例运算 平衡电阻(使输入端对地的静态电阻相等):RP=R1//RF i1=iF （虚断） 因为有负反馈， 利用虚短和虚断 u+ =0 u－=u+=0（虚地） f 电压放大倍数: i f 虚地点 2.3 理想运放组成的基本运算电路 2. 同相比例运算放大器 u-= u+= ui Au=1+ Rf R1 i1=IF （虚断） RP=Rf//RF f 1 f 1 ) 因为有负反馈， 利用虚短和虚断 1. 反相求和运算： uo =-( ui1 R1 Rf + ui2 R2 Rf ) 若R1 =R2 =R, uo = - (ui1 R Rf + ui2 ) 取RP= R1// R2//Rf i1 + i2= iF ui1 R1 = ui2 R2 + -uo Rf 二. 加法运算电路 虚地 i1 i2 iF 2. 同相求和运算： Au= Rf R1 1+ uo = Au u+ =( )( + ) Rf R1 1+ R3 R2 + R3 ui1 R2 R2 + R3 ui2 取R2//R3=R1//Rf 当R2 = R3 时, uo = ( )(ui1 + ui2) Rf R1 1+ 1 2 三. 加减法运算电路 1、差分比例运算电路 叠加定理 ui1作用 ui2作用 综合： 2、加减运算电路 1. 积分电路 四. 积分和微分电路 反相积分器：如果u i=直流电压U,输出将反相积分，经过一定的时间后输出饱和。 t ui 0 U t uo 0 -Uom 积分时限 = – t U RC 设Uom=15V,U=+3V, R=10k? ,C=1?F =0.05秒 -Uom TM 2. 微分电路： u-= u+= 0 t ui 0 t uo 0 例： ,求uo。 90° 在图示电路中，已知R1=100kΩ， Rf=200kΩ ，ui=1V，求输出电压uo，并说明输入级的作用。 例 试用两级运算放大器设计一个加减运算电路，实现以下运算关系： 解 由题中给出的运算关系可知ui3与uo反相，而ui1和ui2与uo同相，故可用反相加法运算电路将ui1和ui2相加后