电子技术新ppt课件第3章集成运算放大器

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,*,电子技术新课件第3章集成运算放大器,*,PPT,文档演模板,Office,PPT,电子技术新课件第3章集成运算放大器,2024/12/1,电子技术新课件第3章集成运算放大器,电子技术新课件第3章集成运算放大器2023/10/7电子技术,1,第3章 集成运算放大器,第1节 集成运算放大器概述,第2节 集成运算放大器基本应用电路,第3节 集成运放应用电路分析,第4节 集成运放电路中的负反馈,第5节 正弦波振荡器和信号发生器,第6节 集成运算放大器使用注意问题,第7节 集成运放实际运用举例,电子技术新课件第3章集成运算放大器,第3章 集成运算放大器电子技术新课件第3章集成运算放大,2,第3章 重点,理想运算放大器的特点,运算放大器的运算功能,负反馈的概念、负反馈类型的判断、负反馈对放大器性能的影响,比较器,正弦波振荡器,电子技术新课件第3章集成运算放大器,第3章 重点电子技术新课件第3章集成运算放大器,3,第1节 集成运算放大器概述,u,o,-U,EE,+U,CC,T,3,T,4,T,5,T,1,T,2,I,S,输出级,输入级,中间级,u,反相端,与u,o,反相,u,同相端,与,u,o,同相,一、基本组成,电子技术新课件第3章集成运算放大器,第1节 集成运算放大器概述uo-UEE+UCCT3T4T,4,理想运放：,R,i,K,CMRR,R,o,0,A,o,u,u,+,u,o,一、运放的特点和符号,_,+,+,u,+,u,-,u,0,R,i,高:几十k,几百k,，甚至达到10,12,K,CMRR,很大,R,o,小：几十 几百,A,o,很大: 10,4,以上 10,7,运放符号：,u,u,+,u,o,A,0,u,o,=,A,u,(,u,+,-,u,-,),电子技术新课件第3章集成运算放大器,理想运放： Ri KCMRR Ro ,5,线性区,A,o,很大，运放的线性范围,很,小，必须加,负反馈,才能使其工作于线性区,u,i,u,o,+,U,OM,-,U,OM,二、运放的传输曲线,三、理想运放的分析方法（在线性区,）,饱和区,U,o=,U,o,M,R,i,I,i,0,同相和反相输入两端间可视为断开,虚断,虚短,-,+,u,u,同相和反相输入端间可视为短路（电压）,u,u,A,u,u,o,-,+,-,=,0,电子技术新课件第3章集成运算放大器,线性区uiuo+UOM-UOM二、运放的传输曲线三、理想运,6,思考题,1、理想运算放大器的特点是什么？,2、什么是虚断和虚短？应用时，有什么条件？,习题：P,电子技术新课件第3章集成运算放大器,思考题习题：P电子技术新课件第3章集成运算放大器,7,第2节 集成运算放大器基本应用电路,理想运放：,R,i,K,CMRR,R,o,0,A,o,R,i,I,i,0,同相和反相输入两端间可视为断,开（电流）,虚断,虚短,-,+,u,u,同相和反相输入端间可视为短路（电压）,_,+,+,u,+,u,-,u,0,u,u,A,u,u,o,-,+,-,=,0,理想运放、虚短、虚断的概念,电子技术新课件第3章集成运算放大器,第2节 集成运算放大器基本应用电路理想运放： Ri,8,一、 基本运算电路,(1) 反相比例运算,_,+,+,R,f,R,1,R,2,u,i,u,o,i,i,i,f,0,u,u,=,-,+,i,i,i,f,虚短,虚断,反相器,R,1,=,R,f,u,o,=,u,i,1,f,1,0,uf,R,R,u,u,A,-,=,=,1.比例运算电路,电子技术新课件第3章集成运算放大器,一、 基本运算电路(1) 反相比例运算_+RfR1R2,9,_,+,+,R,f,R,1,R,2,u,i,u,o,平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等。,平衡电阻R,2,作用,电子技术新课件第3章集成运算放大器,_+RfR1R2uiuo平衡电阻，使输入端对地的静态电,10,(2) 同相比例运算,_,+,+,R,f,R,1,R,2,u,i,u,o,u,-,u,+,=,u,i,虚短；,i,1,i,f,虚断,R,i,1,f,o,u,),R,1,(,u,+,=,1,i,f,i,o,R,u,R,u,u,=,-,=,i,1,i,f,=,变形,i,f,i,1,+,1,2,o,u,),R,R,1,(,u,+,=,电子技术新课件第3章集成运算放大器,(2) 同相比例运算_+RfR1R2uiuou- u,11,电压跟随器,i,o,u,u,u,u,=,=,+,-,R,i,1,f,o,u,),R,1,(,u,+,=,_,+,+,R,1,R,2,u,i,u,o,R,f,_,+,+,R,2,u,i,u,o,_,+,+,u,i,u,o,电子技术新课件第3章集成运算放大器,电压跟随器iouuuu=+-Ri1fou)R1(u+=_,12,u,o,_,+,+,R,f,R,11,R,12,u,i2,R,2,u,i1,i,11,i,12,i,f,虚短,虚断,),u,（,u,u,i2,i1,0,+,-,=,R,11,=,R,12,=,R,f,=,R,2.加法运算电路,反相求和运算,电子技术新课件第3章集成运算放大器,uo_+RfR11R12ui2R2ui1i11i12i,13,此电路如果以u,+,为输入 ，则输出为：,u,+,u,i1,、,u,i2,？,同相求和运算,R,1,R,f,+,+,u,i1,+,_,u,o,R,21,R,22,u,i2,-,),u,R,R,R,u,R,R,R,)(,R,R,1,(,u,2,i,12,11,11,1,i,12,11,12,1,f,+,+,+,+,=,o,叠加原理,电子技术新课件第3章集成运算放大器,此电路如果以u+为输入 ，则输出为：u+ ui1,14,3.减法运算电路（差动放大器）,_,+,+,R,f,R,1,R,2,u,i2,u,o,R,3,u,i1,叠加原理,当,R,1,=,R,2,，,R,3,=,R,f,时,当,R,1,=,R,2,=,R,3,=,R,f,时,电子技术新课件第3章集成运算放大器,3.减法运算电路（差动放大器）_+RfR1R2ui2u,15,u,o,R/2,R/2,-,+,A,R,R,+,+,+,A,-,+,A,R,R,R,1,u,i1,u,i2,u,o1,u,o2,a,b,+,例：图示电路，证明：,电子技术新课件第3章集成运算放大器,uoR/2R/2-+ARR+A-+ARRR1ui1ui2,16,+,+,A,_,+,A,R,R,R,1,u,i1,u,i2,u,A,u,B,a,b,+,迭加求解法,根据电路的对称性,u,i1,单独作用,u,i2,单独作用,电子技术新课件第3章集成运算放大器,+A_+ARRR1ui1ui2uAuBab+迭加求解法根据,17,),u,u,(,R,/2,R,u,A,B,o,-,=,u,o,R/2,R/2,+,+,A,R,R,u,A,u,B,电子技术新课件第3章集成运算放大器,)uu(R/2RuABo-=uoR/2R/2+ARRuAu,18,u,i,0时：,u,i,0时：ui,U,-,U,o=+,U,om,U,+,0,时,u,o1,0 , D,2,导通,D,1,截止,u,o,=,0 ;,u,i, 0, D,2,截止, D,1,导通，此时:,t,u,o,o,+,+,u,i,u,o,R,1,R,F,R,2,D,1,D,2,A,u,o1,电子技术新课件第3章集成运算放大器,tuio工作原理：ui 0 时,uo1 1,深度负反馈时，即,=,F,1,A,f,电子技术新课件第3章集成运算放大器,三、 负反馈对放大器性能的影响（1）提高放大倍数的稳定性负反,64,（2）负反馈改善波形的失真,A,o,u,i,u,o,加反馈前,u,f,A,o,u,i,F,u,d,u,o,加反馈后,电子技术新课件第3章集成运算放大器,（2）负反馈改善波形的失真Aouiuo加反馈前ufAouiF,65,（3）负反馈对输入、输出电阻的影响,1)串联反馈输入电阻,2),并联反馈输入电阻,（4） 负反馈对通频带的影响,展宽频带,3)电流反馈输出电阻,4),电压反馈输出电阻,f,A,电子技术新课件第3章集成运算放大器,（3）负反馈对输入、输出电阻的影响1)串联反馈输入电阻,66,基本放大,电路A,o,o,X,i,X,d,X,反馈回电路,F,f,X,+,+,电子技术新课件第3章集成运算放大器,基本放大oXiXdX反馈回电路FfX+电子技术新课件,67,一、正弦波振荡器,1、自激振荡原理,如果：,去掉,仍有信号输出,。,反馈信号代替了放大电路的输入信号,第5节 正弦波振荡器和信号发生器,基本放大,电路A,o,o,X,i,X,d,X,反馈回电路,F,f,X,+,+,基本放大,电路A,o,反馈电路,F,电子技术新课件第3章集成运算放大器,一、正弦波振荡器如果：去掉仍有信号输出。反馈信号代替了放大电,68,自激振荡条件的推导：,2、自激振荡的条件：,（1）振幅条件：,（2）相位条件：,n是整数,相位条件意味着振荡电路必须是正反馈，,振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。,基本放大,电路,A,o,反馈电路,F,+,+,电子技术新课件第3章集成运算放大器,自激振荡条件的推导：2、自激振荡的条件：（1）振幅条件：（2,69,u,i,u,f,文氏桥振荡电路,_,+,+,R,2,u,o,R,C,R,C,R,1,AF = 1,1,2,R,2,R,=,满足相位条件,：,因为：,p,=,j,+,j,n,2,F,A,必须,基本放大,电路A,o,反馈电路,F,电子技术新课件第3章集成运算放大器,uiuf文氏桥振荡电路_+R2uoRCRCR1AF =,70,R,C,R,C,0,U,f,U,F频率特性图,+90,90,f,f,f,0,0,C,R,w,),C,R,1,C,R,(,j,),C,C,R,R,1,(,1,U,U,o,f,w,-,w,+,+,+,=,0,1,C,R,=,时相移为0,w,3,1,F,=,所以只有在,f,0,处,F为实数，,0,F,=,j,RC,1,w,0,=,振荡频率,电子技术新课件第3章集成运算放大器,RCRC0UfUF频率特性图+9090fff00CRw,71,输出频率的调整：,_,+,+,R,F,u,o,R,C,C,R,K,2,K,1,R,1,R,1,R,2,R,2,R,3,R,3,电子技术新课件第3章集成运算放大器,输出频率的调整：_+RFuoRCCRK2K1R1R1R,72,电子琴的振荡电路电路：,_,+,+,R,F1,u,o,R,1,C,C,R,D,1,D,1,R,F2,R,28,R,27,R,26,R,25,R,24,R,23,R,22,R,21,电子技术新课件第3章集成运算放大器,电子琴的振荡电路电路：_+RF1uoR1CCRD1D1,73,电路结构：,下行的迟滞比较器的输出经积分电路再输入到此比较器的输入端。,1、 方波发生器,上下限：,+,+,R,R,1,R,2,C,+,u,c,u,o,二、非正弦波信号发生器,电子技术新课件第3章集成运算放大器,电路结构：下行的迟滞比较器的输出经积分电路再输入到此比较器的,74,工作原理：,(a ),设,u,o,= +,U,om,此时，输出给C充电!,U,+H,u,c,0,t,则：,u,+,=,U,+H,+,+,R,R,1,R,2,C,+,u,c,u,o,电子技术新课件第3章集成运算放大器,工作原理：(a )设 uo = + Uom此时，输出给C充,75,一旦,u,c,U,+H,就有,u,-,u,+,u,o,立即由,U,om,变成,U,om,!,U,+H,u,c,0,t,0,t,u,o,U,om,-,U,om,在,u,c,U,+H,时，,u,-, U+H , 就有 u- u+ uo 立,76,C 经输出端放电，,U,+H,u,c,t,U,+L,(b),当,u,o,= -,U,om,时，,u,+,=,U,+L,u,c,达到,U,+L,时，,u,o,上翻。,+,+,R,R,1,R,2,C,+,u,c,u,o,电子技术新课件第3章集成运算放大器,C 经输出端放电，U+HuctU+L(b)当uo = -U,77,当,u,o,重新回到,U,om,以后，电路又进入另一个周期性的变化：,U,+H,u,c,0,t,U,+L,U,om,u,o,0,t,-,U,om,电子技术新课件第3章集成运算放大器,当uo 重新回到Uom 以后，电路又进入另一个周期性的,78,周期与频率的计算：,T,U,+H,u,c,0,t,U,+L,U,om,u,o,0,t,-,U,om,+,+,R,R,1,R,2,C,+,u,c,u,o,电子技术新课件第3章集成运算放大器,周期与频率的计算：TU+Huc0tU+LUomuo0t- U,79,思考题：,点b是电位器R,W,的中点，点a 和点c 是b的上方和下方的某点 。试定性画出点电位器可动端分别处于 a、b、c 三点时的,u,o,u,c,相对应的波形图。,+,+,R,W,R,1,R,2,C,+,u,c,u,o,-,D,1,D,2,a,b,c,电子技术新课件第3章集成运算放大器,思考题： 点b是电位器RW 的中点，点a 和点c 是b的上,80,2、 三角波发生器,矩形波经积分电路便可产生三角波，但是此电路要求前后电路的时间常数配合好，不能让积分器饱和。,+,+,R,R,1,R,2,C,+,u,c,_,u,o,-,+,+,+,R,R,2,C,电子技术新课件第3章集成运算放大器,2、 三角波发生器矩形波经积分电路便可产生三角波，但是此电路,81,反向积分电路,上行的迟滞比较器,+,+,+,+,A,1,A,2,u,o,u,o1,R,02,R,01,R,C,R,2,R,1,电子技术新课件第3章集成运算放大器,反向积分电路上行的迟滞比较器+A1A2uouo1R,82,0,u,o1,t,U,om,U,om,0,u,o,t,U,+H,U,+L,+,+,+,+,A,1,A,2,u,o,u,o1,R,02,R,01,R,C,R,2,R,1,电子技术新课件第3章集成运算放大器,0uo1tUomUom0uotU+HU+L+A,83,周期和频率的计算：,t,u,o,U,+H,U,+L,T,电子技术新课件第3章集成运算放大器,周期和频率的计算：tuoU+HU+LT电子技术新课件第3章集,84,改型电路,调整电位器R,W,可以使三角波上下移动,+,+,+,+,A,1,A,2,u,o,u,o1,R,02,R,01,R,C,R,2,R,1,+E,-E,R,W,电子技术新课件第3章集成运算放大器,改型电路调整电位器RW可以使三角波上下移动+A1A,85,改进电路,t,u,o,T,1,T,2,R,T,2,R,T,1,+,+,R,2,R,1,-,+,+,R,R,2,C,u,o,R,电子技术新课件第3章集成运算放大器,改进电路tuoT1T2RT2RT1+R2R1-+R,86,3、锯齿波发生器,u,o,t,+,+,R,2,R,1,-,+,+,R,R,2,C,u,o,R,电子技术新课件第3章集成运算放大器,3、锯齿波发生器uot+R2R1-+RR2CuoR电,87,压频转换,在,u,i,的作用下，,u,o,积分：,+,+,R,2,R,1,-,+,+,R,R,2,C,u,o,R,u,i,电子技术新课件第3章集成运算放大器,压频转换在ui的作用下，uo积分：+R2R1-+RR,88,电子技术新课件第3章集成运算放大器,电子技术新课件第3章集成运算放大器,89,思考题,1、什么叫负反馈？负反馈对放大器的性能有何影响？,2、负反馈有哪些类型？,3、正反馈有什么作用？,4、自激振荡的条件是什么？,5、举例说明，生活中正反馈和负反馈。,6、在正弦波发生器中为什么要有负反馈？,习题：P180-18 3.8.44，,电子技术新课件第3章集成运算放大器,思考题习题：P180-18 3.8.44，电子技术新课件,90,第6节 集成运算放大器使用注意问题,一、集成运放的类型选择,网上查找或查手册。,通用型，高输入阻抗型，低漂移型，低功耗型，高速型，高压型，大功率型等。,二、使用中应注意的几个问题,1、消振,+,-,+,7,2,3,6,-,+,+,5,4,F004,+15V,-15V,+,-,+,7,2,3,6,-,+,+,5,4,F007,+15V,-15V,1,10K,2、调零,电子技术新课件第3章集成运算放大器,第6节 集成运算放大器使用注意问题一、集成运放的类型选择,91,3、保护,_,+,+,R,f,R,1,R,2,u,i,u,o,U,Z,R,+,-,+,7,2,3,6,-,+,+,4,F004,+15V,-15V,（1）输入保护,（2）输出保护,（3）电源保护,电子技术新课件第3章集成运算放大器,3、保护_+RfR1R2uiuoUZR+-+723,92,演讲完毕，谢谢听讲,!,再见，see you again,3rew,2024/12/1,电子技术新课件第3章集成运算放大器,演讲完毕，谢谢听讲!再见，see you again3rew,93,