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12.4.2 有源滤波器 R R1 RF C + - + 1.一阶有源低通滤波器 传递函数 RC RC 传递函数中出现? 的一次项,故称为一阶滤波器 * * 第三章 集成运算放大器 一、集成运算放大器的特点 集成电路：将整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成完整的能完成特定功能的电子电路。 运算放大器：具有高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合放大器。 二、集成运算放大器的简单介绍 1. 集成运放的组成 差动输 入级 中间级 输出级 偏置电路 输入端 输出端 抑制零漂，共模抑制比高 低输出电阻，多采用射随器 放大作用的主要单元 提供各级静态电流 2. 集成运放的管脚图及符号 F007管脚图 ? ? ? ? ? ? ? ? F 741 （F 007） 1 2 3 4 8 7 6 5 符号 A — 反相输入端 B — 同相输入端 F — 输出端 ? Au － ＋ u+ u－ uo A B F ＋ 信号从反相输入端输入时，输出与输入相位相反。 信号从同相输入端输入时，输出与输入相位相同。 三、集成运算放大器的主要技术参数 1. 最大输出电压Uopp 输出不失真的最大输出电压值 2. 开环差模放大倍数Auo 运放在开环时的差模放大倍数其值越高越好 （104～107） 3. 输入失调电压UIO 当无输入信号时，为使输出的电压值为零，在输入端加入的补偿电压。其值越小越好 （0.5～5mV） 4. 输入失调电流IIO 输入电压为零时，流入放大器两个输入端的静态基极电流之差。IIO＝IB1－IB2 其值越小越好 （1~10nA） 5.输入偏置电流IIB 6. 共模抑制比KCMR 四、集成运算放大器的理想化模型 实际运放 u+ u－ uo ri ro AuoUi ui Auo很高， 104 ri很高，几十~几百kΩ ro很低，几十~几百Ω KCMR 很高 理想运放 u+ u－ uo AuoUi ui Auo＝∞ ri=∞ ro=0 KCMR＝∞ 五、集成运算放大器的电压传输特性 及其分析特点 运算放大器的电压传输特性 集成运放的输出电压uo与输入电压ui (u+－u－)之间的关系uo＝f (ui) 称为集成运放的电压传输特性。 uo ui +UOM －UOM uo＝Auo ui = Auo(u+－u－) ui |UiM| ， 运放工作在线性区 线性区 非线性区 ui |UiM| ，运放饱和， 工作在非线性区 线性区 引入深度负反馈，可以使运放工作在线性区。 O ? ∞ － ＋ uo ＋ ud 反馈电路 开环系统：不加反馈网络时的电路系统，此时的放大倍数叫开环放大倍数。 uo ui +UOM －UOM 理想运放的电压传输特性 ui ≠0， |uo|＝±UOM 即u+ ≠ u－时，运放处于非线性区。 闭环系统：加上反馈网络时的电路系统，此时的放大倍数叫闭环放大倍数。 O 运算放大器的分析特点 1. 线性区 集成运放两个输入端之间的电压通常非常接近于零，但不是短路，故简称为“虚短”。 虚短 uo＝Auo（u＋－u－） 由于 Auo≈∞ u＋－u－≈uo／Auo≈0 u＋≈u－ u+ u－ uo ui 当u＋＝0 （接地） u － ≈ u ＋≈ 0 称此时的反相输入端为“虚地点”。反之， 也成立。 所以 虚 断 流入集成运放两个输入端的电流通常为零，但又不是断路故简称为“虚断”。 ∵ ri≈∞ I－≈I+ ≈0 2. 非线性区 在非线性区，虚短概念不成立，但虚断概念成立。 u+ I－ uo u－ I+ 一、分析线性区理想运放的两个概念 虚短 u＋≈u－ I－≈I+ ≈0 虚断 u+ I－ uo u－ I+ 二、基本运算电路 比例运算 ? ∞ － ＋ uo ＋ ui if i1 R1 R2 Rf 1. 反相比例电路 ∵ i+≈0 （虚断） ∴ u +＝0 u +≈ u －≈0 （虚地点） i1=u i／R1 if = u－－uo=－uo／Rf ∵ i －≈ i +＝0 ∴ i 1＝ i f 即 ui/R1=－uo/ Rf uo、ui 符合比例关系，负号表示输出输入电压变化方向相反。 电路中引入深度负反馈， 闭环放大倍数Auf 与运放的Au无关，仅与R1、Rf 有关。 R2 — 平衡电阻 同