第二章集成运算放大器、电压比较器、乘法器

下一页,总目录,章目录,返回,上一页,第,2,章 运算放大器,2,.1,集成运算放大器的简单介绍,集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。,1.,了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。,2.,理解运算放大器的电压传输特性，理解理想,运算放大器并掌握其基本分析方法。,3.,理解用集成运放组成的比例、加减、微分和,积分运算电路的工作原理，了解有源滤波器,的工作原理。,4.,理解电压比较器的工作原理和应用。,本章要求,+,U,CC,U,EE,u,o,u,u,+,2.1.1,集成电路的内部结构框图,输入级,中间级,输出级,同相,输入端,输出端,反相,输入端,输入级：,输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号，都采用带恒流源的差放,。,中间级：,要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的共发射极放大电路构成。,输出级：,与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。,运放,举例：,LM741,LM741,1 2 3 4,8 7 6 5,741,7,6,1,4,3,2,5,8,2,反相输入端,6,输出端,3,同相输入端,4,正电源端,7,负电源端,8,闲置端,（,NC,）,1,、,5,接调零电位器,2.1.1,集成运算放大器的特点,特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸,A,u,o,高,:,80,dB140dB,r,id,高,:,10,5, 10,11,r,o,低,:,几十,几百,K,CMR,高,:,70,dB130dB,集成运放的符号：,u,o,+,+,u,+,u,。,。,。,+U,CC,U,EE,u,o,-,+,u,u,+,+U,CC,U,EE,2.2,理想运算放大器及其分析依据,1.,理想运算放大器,A,u,o, ,，,r,id, ,，,r,o, 0,，,K,CMR, ,2.,电压传输特性,u,o,=,f,(,u,i,),线性区：,u,o,=,A,u,o,(,u,+,u,),非线性区：,u,+, u,时，,u,o,=,+,U,o(sat,),u,+, u,时，,u,o,=,+,U,o(sat,),u,+, 0,u,i,=,U,i, u,时，,u,o,= +,U,o,(sat),u,+,u,时，,u,o,= +,U,o,(sat),u,+,u,时，,u,o,=,U,o,(sat),即,u,i,U,R,时，,u,o,=,U,o,(sat),可见，在,u,i,=,U,R,处输出电压,u,o,发生跃变。,参考电压,u,i,t,O,U,R,O,u,o,t,+,U,o,(sat),U,o,(sat),t,1,t,2,单限电压比较器：,当,u,i,单方向变化时，,u,o,只变化一次。,U,R,u,o,u,i,R,2,+,+,R,1,+,+,+,电压传输特性,U,o,(sat,),+,U,o,(sat,),u,i,u,o,O,U,R,u,i,U,R,，,u,o,=+,U,o,(sat),u,i,U,R,，,u,o,= ,U,o,(sat),U,R,u,o,u,i,R,2,+,+,R,1,+,+,+,u,i,u,o,U,R,R,2,+,+,R,1,+,+,+,U,o,(sat,),+,U,o,(sat,),u,i,u,o,O,U,R,输入信号接在反相端,输入信号接在同相端,电压传输特性,U,o,(sat,),+,U,o,(sat,),u,i,u,o,O,U,R,U,R,u,o,u,i,R,2,+,+,R,1,+,+,+,u,i,u,o,U,R,R,2,+,+,R,1,+,+,+,O,t,+,U,o,(sat,),U,o,(sat,),u,o,输入信号接在反相端,输入信号接在同相端,u,i,t,O,U,R,O,u,o,t,+,U,o,(sat),U,o,(sat),t,1,t,2,输出带限幅的电压比较器,设稳压管的稳定电压为,U,Z,，,忽略稳压管的正向导通压降,则,u,i,U,R,，,u,o,= ,U,Z,U,Z,U,Z,u,o,R,D,Z,U,R,u,o,u,i,R,2,+,+,R,1,+,+,+,电压传输特性,U,o,(sat,),+,U,o,(sat,),u,i,u,o,O,U,R,u,i,U,R,时，,u,o,=,U,o,(sat),过零电压比较器,利用电压比较器,将正弦波变为方波,U,R,u,o,u,i,R,2,+,+,R,1,+,+,+,电压传输特性,U,o,(sat,),+,U,o,(sat,),u,i,u,o,O,U,R,= 0,t,u,i,O,t,u,o,+,U,o,(sat,),U,o,(sat,),O,6.6,变跨导式模拟乘法器,模拟乘法器的工作象限：一、二、四象限,模拟乘法器的应用,n,次方运算电路,1,）乘方运算电路,平方运算电路,令,K,=,R,2,/,R,1,则,V,y,0,，,保证运放工作于负反馈状态,2,）除法运算电路,),(,1,X,1,2,O,v,R,R,K,v,-,=,所以有,显然，,v,O,是,-,v,I,平方根。因此只有当,v,I,为负值时才能开平方，也就是说,v,I,为负值电路才能实现负反馈的闭环。图中的二极管即为保证这一点而接入的。,三,),平方根运算电路,四,),开立方运算电路,当,v,I,为正值时，,v,O,为负值，,当,v,I,为负值时，,v,O,为正值。,幅度调制,使一个信号的幅度受另一个信号幅度的,控制,幅度调制也称,调幅,，,用,AM,表示,。,使一个信号的频率受另一个信号幅度的,控制；频率调制也称,调频，,用,FM,表示,。,使一个信号的相位受另一个信号幅度的,控制。相位调制也称,调相，,用,PM,表示,。,调 制,频率调制,相位调制,调制是由带有信息的电信号控制高频振荡信号的某一参,数，使该参数按电信号的规律变化，低频带有信息的信,号称为,调制信号,，高频振荡信号称为,载波信号,，经调制后,带有调制信号信息的高频振荡信号称为,调制波,。,5,）调制解调,振幅调制器,振幅解调器,解 调,是调制的反过程，解调也,称为,检波,。如把调幅信号中,的载波去掉，把调制信号即,包络线取出，即为调幅波的,解调。还有鉴频、鉴相。,(a),调幅波的时域波形,(b),调幅波的频域谱线,6,）其他应用,可控,增益放大器,