2010秋《低频电子线路》(14)集成运算放大器的线性应用基础

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,低频电子线路,(14),9/13/2024,1,上次课内容,6.3.2 差动放大器工作原理及性能分析(续),6.3.3 具有电流源的差动放大电路,6.3.4,差动放大器的传输特性,9/13/2024,2,本次课内容,第二章 集成运算放大器的线性应用基础,2.1,集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性,2.2 线性应用时运放三种组态(引入深度负反馈),2.3 由,集成运算放大器构成的基本运算电路,9/13/2024,3,第二章 集成运算放大器的线性应用基础,集成运算放大器最初用于模拟运算功能，故称,运算放大器,。,现在集成运算放大器适用于信号处理的许多方面，是一种,通用型模拟器件,。,9/13/2024,4,2.1,集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性,开始分析时需要建立,运算放大器的理想模型,。,依据器件模型进行电路的,工程分析,。,9/13/2024,5,理想运放模型及两条基本运算法则,先给出,理想运放模型,再推出,两条基本运算法则,。,9/13/2024,6,集成运放的符号（图）,+,反向输入端,同向输入端,输出端,+,反向输入端,同向输入端,输出端,9/13/2024,7,运放增益表达式,9/13/2024,8,理想运放特性,对运放特性和参数可以做一下,近似假设,，但这些假设可以符合运放的实际情况。,9/13/2024,9,理想运放的主要参数,9/13/2024,10,理想运放特性,理想运放,指选用,理想（近似）参数,时的理想特性，在分析实际运放时常常采用。,否则分析实际运放将十分复杂和困难。,对理想运放的分析是电子线路采用,工程近似分析,的典型范例。,9/13/2024,11,两条基本运算法则,根据以上,近似（理想）条件,可以推出理想运放的,两条基本运算法则,为：,“虚短”,“虚断”,注意此法则,应用范围,只适用于,线性（放大）区,。,9/13/2024,12,虚短,由于在线性区,U,0,为有限值，又,即“,虚短,”，指,两个输入端“虚”短路,（不是“真”短路，指两端电位近似相等）。,9/13/2024,13,虚断,即“,虚断,”，指,两个输入端“虚”断路,（不是“真”断路，指近似没有电流流入）。,9/13/2024,14,运放的电压传输特性,u,0,U,d,=u,i+,+u,i-,0,U,OL,U,OH,9/13/2024,15,2.2 线性应用时运放三种组态(引入深度负反馈),在,线性应用,时运放有,三种组态,。,反相放大电路,同相放大电路,差动放大电路,9/13/2024,16,（1）反相放大电路,反相放大电路,的输出与输入信号反相。,9/13/2024,17,反相放大器电路图,R,f,R,1,u,i,u,o,I,1,I,f,9/13/2024,18,反相放大电路分析,9/13/2024,19,反相放大电路分析,9/13/2024,20,反相放大电路分析,由以上分析可见：,在闭环时，反相放大器的,增益仅仅取决于反馈电阻R,f,与R,1,电阻之比,，而与集成运放其他参数无关。,9/13/2024,21,反相放大电路分析,反相放大电路属于,电压并联负反馈,。,具有,低输入阻抗、低输出阻抗和输出电压稳定,的特点。,9/13/2024,22,（2）同相放大电路,同相放大电路的,输出与输入信号同相,。,9/13/2024,23,同相放大器电路图,R,f,R,1,u,i,u,o,I,1,I,f,9/13/2024,24,同相放大电路分析,9/13/2024,25,同相放大电路分析,因输出与输入同相，故称,同相放大器,。,注意同相放大电路,不存在“虚地,”,现象，要,考虑到输入端会有较高的共模输入电压,。,9/13/2024,26,同相放大电路分析,同相放大电路属于,电压串联负反馈,，具有,高输入阻抗、低输出阻抗和输出电压稳定,的特点。,9/13/2024,27,同相电压跟随器电路,同相放大电路稍做改变，就可形成,同相,电压跟随器,电路。,9/13/2024,28,同相电压跟随器电路图,u,i,u,o,9/13/2024,29,同相电压跟随器,9/13/2024,30,（3）差动放大电路,差动放大电路,从同相和反相端同时输入信号,。可认为是同相与反相放大电路的组合形式。,9/13/2024,31,差动放大器电路图,R,f,R,1,u,i1,u,o,u,i2,R,2,R,3,9/13/2024,32,差动放大电路分析,9/13/2024,33,差动放大电路分析,9/13/2024,34,差动放大电路分析,9/13/2024,35,差动放大电路分析,由上分析可以看出，差动放大电路的输出电压和电压增益,完全,取决于输入信号的差值，故为“差放”,。,9/13/2024,36,2.3 由,集成运算放大器构成的基本运算电路,线性运放,电路,基本运算,功能,有：,比例运算,求和运算,积分和微分运算,对数和指数运算,乘法和除法运算等。,9/13/2024,37,(1),比例运算放大电路,反相放大、同相放大,和,差动放大电路均可反映,比例运算,关系。,9/13/2024,38,反相放大比例运算,9/13/2024,39,同相放大比例运算,9/13/2024,40,差动放大比例运算,9/13/2024,41,(2),求和电路,求和电路可以进行,加法运算,，故又称为加法电路。,9/13/2024,42,求和电路图,图71反相相加器,9/13/2024,43,求和电路分析,9/13/2024,44,求和电路分析,9/13/2024,45,求和电路分析,由以上分析可见，电路实现了三个输入信号的求和（反相），故为反相求和电路。,9/13/2024,46,相减器,9/13/2024,47,相减器分析,9/13/2024,48,(3),积分和微分电路,积分和微分电路可以分别实现,积分和微分的运算,功能。,9/13/2024,49,积分电路,积分电路可以实现,积分运算,功能,。,9/13/2024,50,积分电路,图 积分器电路,9/13/2024,51,采用Z,1,和Z,f,的积分电路,Z,f,Z,1,u,i,u,o,9/13/2024,52,积分电路复频域分析,9/13/2024,53,积分电路复频域分析,9/13/2024,54,积分电路时域形式,9/13/2024,55,对积分电路分析的结论,可见，,积分电路的,输出电压是输入电压对时间的积分,。,9/13/2024,56,积分电路加阶跃输入信号时波形图,0,0,u,i,u,o,t,t,9/13/2024,57,微分电路,微分电路可以实现,微分运算,功能,。,9/13/2024,58,微分电路图,9/13/2024,59,微分电路图的Z,1,和Z,f,形式,Z,f,Z,1,u,i,u,o,9/13/2024,60,微分电路复频域分析,9/13/2024,61,微分电路时域分析,9/13/2024,62,微分电路输入方波时的输出波形图,0,0,u,i,u,o,t,t,9/13/2024,63,对微分电路分析结论,可见，,微分电路的,输出电压是输入电压对时间的微分,。,9/13/2024,64,作业题,2-1，,2-2，,2-4。,9/13/2024,65,预习内容,第三章 电压比较器、张弛振荡器,9/13/2024,66,本节课结束（167）,谢谢！,9/13/2024,67,9/13/2024,68,