第6章_集成运算放大电路.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2. 输出端保护 图 3．电源保护 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 6.5.4 积分运算电路 利用“虚地”概念，由图可知 反馈电流 输入阶跃电压 输出电压 随时间线性下降 运放的最大输出电压 输出饱和 t 0 t 0 输入电压 输出电压 t 0 t 0 6.5.5 微分运算电路 利用“虚地”概念，由图可知 微分电路的阶跃响应 输入信号 输出信号 U t 0 t 0 输入方波电压 输出电压 t 0 T U t 0 6.5.6 模拟乘法器 乘法器符号 一个理想的乘法器，输出电压正比于两个输入电压的乘积 6.5.6.2 模拟乘法器的应用 1. 平方运算电路 将乘法器的两个输入端合并作为一个输入信号，即为平方运算电路 （6-47） 2.弦波倍频电路 当平方运算的输入信号为正弦信号 则输出为： （6-48） 3. 除法运算电路 用乘法器组成的除法电路如图6-38所示。由图有 根据理想运算放大器的虚断、虚短概念 （6-49） 4. 开平方运算电路 若将除法电路中的乘法器的两个输入端合并，再与运放输出端相连，如图6-39所示，就构成了负压开方运算电路。 则 （6-50） 为负值时，运放输出为正，二极管导通，电路正常工作；当 为正值时，运放输出为负，二极管截止，电路不工作。 6.6 有源滤波器 6.6.1 滤波器的作用和分类 滤波器的分类 a. 根据处理的信号不同分为 数字滤波器 模拟滤波器 b. 根据使用的滤波元件不同分为 RC型 LC型 RLC型 c. 根据工作频率不同分为 低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器 全通滤波器 功能: 允许信号中某一部分频率的分量通过。 通带: 能够通过信号的频率范围。 阻带: 不能够通过信号的频率范围。 截止频率: 通带和阻带之间的分界频率。 低通滤波器:低频信号能顺利通过而高频信号不能通过的滤波器 。 高通滤波器:高频信号能顺利通过而低频信号不能通过的滤波器 。 带通滤波器:只允许某一频段内的信号通过，而将这一频段之外的信号阻断 。 带阻滤波器:在规定的某一频段内，信号被阻断，而在这频段外的信号，可以顺利通过 。 理想滤波器的幅频特性 低通 高通 带阻 带通 通 带 f A 0 f A 0 通 带 通 带 通 带 A f 0 f A 0 通 带 6.6.2 低通有源滤波器(LPF) 由图6-40a有 其中 (6-54) (6-55) 为滤波器的截止频率， 为通带电压增益。 （6-53） 时， 幅频特性下降了3分贝，这时即为由通带转为阻带的截止频率。 通带 过渡带 阻带 6.6.3 高通有源滤波器(HPF) (6-60) （6-61） 6.6.3 带通有源滤波器(BPF) 图 电路及幅频特性如图6-49 (6-65) （6-66） 幅频特性 中心频率为 时 6.6.4 带阻有源滤波器(BEF) 图6-51a所示为典型的双T带阻滤波器 (6-67) （6-68） 6.7 电压比较器 电压比较器是对输入信号进行鉴别和比较的电路，视输入信号是大于还是小于给定基准来决定输出状态。比较器的输出只有二种可能的状态：高电平和低电平。在自动控制和检测系统中，常将比较器用于越限报警、数模转换和非正弦波的产生和变换。 6.7.1 单限比较器 图 6.7.2 滞回比较器 滞回比较器又称为施密特触发器，电路如图6-57a所示。 由叠加原理 （6-70） （6-71） 回差电压为 （6-72） 6.7.3 双限比较器（窗口比较器） 6.8 集成运放在使用中的一些问题 6.8.1 集成运放的选用 在电路设计时，要根据性能要求来选择 1.高输入阻抗型 主要用作测量放大器、有源滤波器及采样－保持电路等 2.低漂移型 用于精密检测、精密模拟计算、自控仪表、人体信息检测等 3.高速型 用于要求输出对输入的响应速度迅速的场合 4.低功耗型 用于要求能源消耗有限制的场合 5.高压型 用于获得较高的输出电压 6.大功率型 用于输出功率要求大的场合 7.电压比较器型 用于比较器电路，要求输出对输入的响应时间要短 6.8.3 集成运放的保护 1. 输入端保护 6.3.4.2 共模输入 1) 双端输出 两个输入信号大小相等，极性相同， 1. 共模电压放大