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第四章 集成运算放大器 集成运放的基本应用电路，从功能上看，有信号的运算、处理与产生电路等。 用运放组成求和运算电路,可分别采用反相输入方式与同相输入方式。 为了保证集成运 放两个输入端对地的 电阻平衡，同相输入 端电阻的阻值应 其输出电压 用运放组成求和运算电路,可分别采用反相输入方式与同相输入方式。 为了保证集成运 放两个输入端对地的 电阻平衡，同相输入 端电阻的阻值应 其输出电压 利用半导体PN结的指数型伏安特性，可以实现对数运算。 4.1.5 非理想集成运放运算电路的误差分析 1. 一阶无源低通滤波器（RC） 幅频特性： 2. 一阶无源高通滤波器（RC） 幅频特性： 4.3 电压比较器 所谓单门限比较器:指只有一个门限电平的比较器，当输入电压等于此门限电平时,输 出端的状态立即发生跳变。单门限 比较器可用于检测输入的模拟信号 是否达到某一给定的电平。 运放处于开环工作状态。 传输特性如右图。 迟滞比较器的两个门限电平值 ， 两个门限电平之差称为 迟滞比较器抗干扰能力强，当输入信号受干扰或噪声的影响而上下波动时，只需根据干扰或噪声电平适当调整迟滞比较器的门限电平、值，就可以避免比较器在高、低 RC低通电路如图所示。 幅频特性表达式为： 相频特性表达式为： RC高通电路如图所示。 幅频特性表达式为： 相频特性表达式为： 利用理想集成运放的特性得 传递函数 式中 就是 截止角频率 。 频率响应 4.2.2.一阶有源滤波器 低通滤波器的归一化幅频响应(其中实线表示实际的幅频响应，虚线表示理想情况)。 一阶滤波器的滤 波效果不够好。若要 求响应曲线以-40dB 或-60dB/十倍频的斜 率变化，则需采用二 阶、三阶或更高阶次 的滤波器。对于高于 二阶的滤波器，常可由一阶、二阶有源滤波器构成。 有放大作用的一阶低通滤波器 (1)低通滤波器 其中 ， ：特征角频率。 归一化幅频响应： 为避免自激振荡，应选择 (可保证 Q0)。 4.2.3.二阶有源滤波器 求出不同值下的幅频响应如图，显然比低通滤波效果好的多。 例4.2.1 (2)高通滤波器 利用理想集成运放的特性，可导出高通滤波器的传递函 数： 其中 归一化对数幅频响应： 其幅频响应曲线如图，滤波效果又比一阶高通滤波器好得多。 (3)带通滤波器 图为二阶带通滤波器电路： 其中， 称为中心频率。 此外，已知Q和 ，利用 可计算出带通滤波器的带宽。 可求出其幅频响应曲线如图。图中，Q值越高，通频带越窄。 (4)双T带阻滤波器 带阻滤波器是用来抑制或衰减某一频段的信号，而让该频段以外的所有信号通过。 (a)双T网络的频率响应 利用星形?三角形变换原理， 可以将图4.2.6(a)所示双T网络 简化为图(b)所示的 型等效 电路。有 考虑到 ，则 的幅频响应、相频响应的表达式分别为 双T网络的频率响应：当 时，幅频响应的幅值等于零，且相频特性呈现 ℃突变的形式。 (b)双T带阻滤波器 电路如图: 其优点是所用元件少，但滤波性能受元件参数变化影响大。 电压比较器在电子测量、自动控制、非正弦波形产生等方面应用广泛。 电压比较器的功能是比较两个电压的大小。由输出电压的高低可以判断模拟信号与参考电压的大小关系。 4.3.1 单门限比较器 4.3.4 集成电压比较器 4.3.3 窗口比较器 4.3.2 迟滞比较器 动画4.3.1 4.3.1 单门限比较器 1.过零比较器 只用一个开环