电工电子技术课程课件集成运算放大器及其应用

集 成 运 算 放 大 器及 其 应 用 本 章 教 学 基 本 要 求 了 解 集 成 运 算 放 大 器 的 基 本 组 成 。 理 解 运 算 放 大 器 的 电 压 传 输 特 性 ， 了 解 其 主要 参 数 的 意 义 。 掌 握 理 想 运 算 放 大 器 的 表 示 符 号 和 基 本 分 析方 法 。 理 解 用 运 放 组 成 的 比 例 、 加 减 、 微 分 、 积 分运 算 电 路 的 工 作 原 理 。 了 解 有 源 滤 波 电 路 的工 作 原 理 。 理 解 电 压 比 较 器 的 工 作 原 理 及 应 用 。 本 章 讲 授 学 时 : 4学 时 自 学 学 时 : 20学 时 主 要 内 容 集 成 运 算 放 大 器 简 介 理 想 集 成 运 算 放 大 器 集 成 运 放 的 应 用 本 章 小 结 集 成 运 算 放 大 器 简 介 概 述 集 成 运 算 放 大 器 的 组 成 集 成 运 算 放 大 器 的 特 点 集 成 运 算 放 大 器 的 主 要 参 数 概 述 集 成 运 放 实 质 上 是 一 种 双 端 输 入 、 单 端 输 出 的 具有 高 电 压 放 大 倍 数 ， 高 输 入 阻 抗 、 低 输 出 阻 抗 的 直 接耦 合 放 大 器 。 1. 集 成 电 路 的 外 形 ： 国 产 集 成 运 放 的 封 装 外 形 主 要 采 用 圆 壳 式 和 双 列 直 插 式 。 概 述CF741接 线 如 图 所 示 ， 双 列 直 插 式 集 成 运 放 的 管 脚 顺 序 是 ， 管脚 向 下 ， 标 志 于 左 ， 序 号 自 下 而 上 逆 时 针 方 向 排 列 。2. 集 成 运 放 的 管 脚 顺 序 及 功 能 CF741外 接 线 图 接 正 电 源(+9+18)V 接 负 电 源 （ -9-18） V为 同 相 输 入 端（ 输 出 信 号 与 输入 信 号 同 相 位 ）为 反 相 输 入端 （ 输 出 信号 与 输 入 信 号 反 相 位 ）为 空 脚 为 输 出 端脚 1、 4、 5外接 调 零 电 位 器 2反 相 输 入 端6输 出 端3同 相 输 入 端7正 电 源 端4负 电 源 端8闲 置 端 （ NC）1、 5接 调 零 电 位 器 概 述 集 成 电 路 构 成 : 将 整 个 电 路 的 各 个 元 件 做 在 同 一 个半 导 体 基 片 上 。 集 成 电 路 的 优 点 ： 工 作 稳 定 、 使 用 方 便 、 体 积 小 、重 量 轻 、 功 耗 集 成 电 路 内 部 结 构 的 特 点 ：1.电 路 元 件 制 作 在 一 个 芯 片 上 ， 元 件 参 数 偏 差 方 向 一 致 ，温 度 均 一 性 好 。 2.电 阻 元 件 由 硅 半 导 体 构 成 ， 范 围 在 几 十 到 20千 欧 ， 精度 低 。 高 阻 值 电 阻 用 三 极 管 有 源 元 件 代 替 或 外 接 。3.几 十 pF 以 下 的 小 电 容 用 PN结 的 结 电 容 构 成 、 大 电 容要 外 接 。4.二 极 管 一 般 用 三 极 管 的 发 射 结 构 成 。 集 成 运 算 放 大 器 的 组 成对 输 入 级 的 要 求 ： 尽 量 减 小 零 点 漂 移 ,尽 量 提 高 K CMRR, 输入 阻 抗 r i 尽 可 能 大 。对 中 间 级 的 要 求 ： 足 够 大 的 电 压 放 大 倍 数 。对 输 出 级 的 要 求 ： 主 要 提 高 带 负 载 能 力 ， 给 出 足 够 的 输 出 电流 io 。 即 输 出 阻 抗 ro小 。输 入 级 中 间 级偏 置 电 路 输 出 级输 入 端 输 出 端 采 用 直 接 耦 合 的 方 式 ： 集 成 化 ， 放 大 缓 变信 号 和 直 流 信 号输 入 级 ： 由 差 放 构 成 。 可 减 小 零 点 漂 移 和 抑 制 干 扰 。中 间 级 ： 共 射 放 大 电 路 。 用 于 电 压 放 大 。输 出 级 ： 互 补 对 称 电 路 。 降 低 输 出 电 阻 ， 提 高 带 载 能 力偏 置 电 路 ： 恒 流 源 电 路 构 成 。 确 定 运 放 各 级 静 态 工 作 点集 成 运 算 放 大 器 的 组 成 集 成 运 算 放 大 器 的 组 成 U EE u+ uo u反 相输 入 端同 相输 入 端 T3 T4T5T1 T2IS 输入级 中间级 输出级与 uo反 相与 uo同 相 集 成 运 算 放 大 器 的 组 成 -内 部 结 构-U EE +UCCERC T1 RCT2 T5 T6 RC3RE2 R C4RE3T7T9T8 RE4RE5 T11T10RL第 4级 ： 互 补 对 称 射 极 跟 随 器差 动 放 大 器 第 2级 第 1级 ： 差 动 放 大 器第 3级 ： 单 管 放 大 器+极性判断 集 成 运 算 放 大 器 的 特 点 为 满 足 运 算 精 度 的 要 求 ， 理 想 集 成 运 算 放 大 器 的开 环 电 压 放 大 倍 数 的 数 值 很 大 。 零 点 漂 移 小 。 差 模 输 入 电 阻 很 高 ， 一 般 在 105 1011范 围 ， 如 果用 MOS集 成 电 路 ， 输 入 级 的 输 入 电 阻 高 达 1011以 上 。 输 出 电 阻 很 低 ， 一 般 输 出 级 都 采 用 互 补 对 称 电 路作 为 输 出 级 ， 所 以 ， 输 出 电 阻 一 般 在 几 十 欧 到 几百 欧 集 成 运 算 放 大 器 的 特 点 ri 大 : 几 十 k 几 百 kKCMRR 很 大 ro 小 ： 几 十 几 百 A o 很 大 : 104 107 理 想 运 放 ： ri KCMMRR ro 0Ao 运 放 符 号 ： uu + uo u u+ uo 国 际 符 号国 内 符 号 集 成 运 算 放 大 器 的 特 点运 算 放 大 器 的 传 输 特 性o+Uo(sat) -Uo(sat)实 际 特 性理 想 特 性u+ - u-uo 集 成 运 算 放 大 器 的 主 要 参 数1. 开 环 差 模 电 压 放 大 倍 数 Auo希 望 Auo越 大 越 好 。dBUUA iouo lg202. 最 大 输 出 电 压 UoPP 在 一 定 电 源 电 压 下 ， 集 成 运 放 输 出 电 压 和 输 入 电 压 保 持 不失 真 关 系 的 输 出 电 压 的 峰 值 称 为 最 大 输 出 电 压 。 其 值 比 电 源 电压 小 。 如 电 源 电 压 为 15V， 该 值 为 10V左 右 。3. 最 大 差 模 输 入 电 压 U idmax Uidmax是 指 集 成 运 放 的 反 向 输 入 端 和 同 向 输 入 端 之 间 所 能 承受 的 最 大 电 压 。 集 成 运 算 放 大 器 的 主 要 参 数4. 最 大 共 模 输 入 电 压 Uicmax Uicmax是 指 集 成 运 放 所 能 承 受 的 最 大 共 模 输 入 电 压 ， 超 过 这个 值 ， 集 成 运 放 的 共 模 抑 制 比 将 明 显 下 降 ， 甚 至 造 成 器 件 损 坏 。5. 差 模 输 入 电 阻 rid rid是 指 集 成 运 放 两 个 输 入 端 之 间 的 电 阻 值 。 rid越 大 越 好 ， 它标 志 集 成 运 放 输 入 端 向 差 模 信 号 源 索 取 信 号 电 流 的 能 力 大 小 。6. 输 出 电 阻 ro r o是 指 集 成 运 放 输 出 级 的 输 出 电 阻 。 它 反 应 了 运 放 的 带 负 载能 力 。7. 共 模 抑 制 比 K CMRR K CMRR是 指 集 成 运 放 的 开 环 差 模 输 入 电 压 放 大 倍 数 与 共 模 输入 电 压 放 大 倍 数 之 比 值 ， 用 来 衡 量 输 入 级 各 参 数 的 对 称 程 度 。 K CMMR越 大 ， 运 放 的 共 模 抑 制 能 力 越 强 。 理 想 集 成 运 算 放 大 器 理 想 集 成 运 放 的 电 路 模 型 uu ou（ 1） 开 环 电 压 放 大 倍 数 uoA（ 2） 差 模 输 入 电 阻 idr（ 3） 开 环 输 出 电 阻 0or（ 4） 共 模 抑 制 比 CMRRK 理 想 集 成 运 放 的 传 输 特 性 实 际 特 性理 想 特 性 0 uuou o(sat)Uo(sat)U 理 想 集 成 运 算 放 大 器 传 输 特 性 的 特 点分 为 线 性 区 和 非 线 性 区 ， 其 分 析 方 法不 一 样 。 0 uuou o(sat)Uo(sat)U线 性 区 非 线 性 区非 线 性 区 工 作 在 线 性 区 时 uu1.理 想 运 放 的 两 个 输 入 端 的 电 位 相 等虚 短 000 uou AuuuA2.理 想 运 放 的 两 个 输 入 端 的 输 入 电 流 为 零 。0i i 虚 断 idr 理 想 集 成 运 算 放 大 器线 性 区 ： uo=Auo(u+ - u-) 虚 地虚 断 虚 短rid ， 故两 输 入 端 的 输入 电 流 为 零 。 Auo ， uo为 有 限 值故 u+-u-=uo/Auo0 即 u+ u-分析依据 当 有 信 号 输 入 时 ，如 同 相 端 接 地 ，即 u +=0 则 u- 0 理 想 集 成 运 算 放 大 器 工 作 在 非 线 性 区 时 ：1.理 想 运 放 的 两 个 输 入 端 的 输 入 电 流 为 零 。0 ii 虚 断2.输 出 电 压 有 两 种 取 值 可 能 uu ou)(satoo Uuuu )(satoo Uuuu uu 只 是 两 种 状 态 的 转 换 点+Uo（ sat） 为 正 饱 和 值-Uo（ sat） 为 负 饱 和 值 ； 0 uu ou o(sat)Uo(sat)U 集 成 运 放 的 应 用 概 述 运 放 在 信 号 运 算 方 面 的 应 用 运 放 在 信 号 处 理 方 面 的 应 用 运 放 应 用 中 的 反 馈 集 成 运 放 的 使 用 概 述 运 算 ： 比 例 、 加 减 、 积 分 与 微 分 等 。 是 线 性范 围 内 的 运 算 ， 都 适 用 叠 加 原 理 。问 题 1. 如 何 保 证 运 放 工 作 在 线 性 区 ? 因 为 :Auo ， 即 当 输 入 差 模 信 号 极 小 时（ 如 毫 伏 级 以 下 的 信 号 ） ， 也 足 以 使 运 放 饱 和 。解 决 办 法 是 ： 在 电 路 中 引 入 深 度 负 反 馈 。 概 述问 题 2: 将 反 馈 引 到 同 相 端 还 是 反 相 端 引 回 到 反 相 端 答 案 是 ： uu ou Rf 运 放 在 信 号 运 算 方 面 的 应 用 比 例 运 算 加 法 运 算 减 法 运 算 积 分 运 算 微 分 运 算 综 合 举 例 比 例 运 算 反 向 比 例 运 算 ouiu fu 2R1R fR1i fi 1. 反 相 端 输 入 ；2. Rf 引 到 反 相 输 入 端 ；3. R2 平 衡 电 阻 ， R2=R1 Rf uu ii 0 1 0fi iu u fof of ii RuR uui RuR uui 111ifo uRRu 1 1RRuuA fiouf 1RRf io uu 比 例 运 算 ouiu fu2R1R fR1i fi uu ii 0反 馈 方 式 电 压 并 联 负 反 馈输 出 电 阻 很 小 ！输 入 电 阻 ri=R1 为 保 证 一 定 的 输 入 电阻 ， 当 放 大 倍 数 大 时 ， 需增 大 R2， 而 大 电 阻 的 精 度差 ， 因 此 ， 在 放 大 倍 数 较大 时 ， 该 电 路 结 构 不 再 适用 。共 模 电 压 为 零 02 uu 比 例 运 算 同 向 比 例 运 算 uu ii 0 ou iu fu2R1R fR1i fi 1 fi i f oif of i R uuR uui Rui 111(1 )fo iRu uR 1(1 )fouf i RuA u R 输 入 信 号 从 同 向 输 入 端 输 入i iu uu u u 比 例 运 算 电 压 跟 随 器 uu ii 0 ouiu fu2R1R fR1i fi )1( 1RRuuA fiouf ouiu fu2R1R1i fi ouiu fu2R fRfi 1)1( fiouf RuuA1)01( 1 RuuA iouf 加 法 运 算 反 向 加 法 i13ui3 uo +-ifR13R2 Rfi12 R12i11 R11ui2ui1 加 法 电 路131211f iiii 1 2 311 12 13( )F F Fo i i iR R Ru u u uR R R Fof Rui 11111 Rui i 12212 Rui i13313 Rui i uu ii 0 加 法 运 算 反 向 加 法i13ui3 uo +-ifR 13R2 Rfi12 R12i11 R11ui2ui1 加 法 电 路 )( 313212111o iFiFiF uRRuRRuRRu uu ii 0 1131211: RRRRif FRRif 1: )( 3211o iiiF uuuRRu )( 321o iii uuuu 加 法 运 算 同 向 加 法 uu ii 0 22211 R/RR/R f -R1 Rf + +ui1 uoR21R22ui2此 电 路 如 果 以 u+ 为 输 入 ，则 输 出 为 ： )(1( 21211 1111211 121 iiFo uRR RuRR RRRu 流入运放输入端的电流为0（虚 开 路 ） 22221 2112221 22 ii uRR RuRR Ru uRRu fo )1( 1 加 法 运 算 uu ii 0 22211 R/RR/R f - R1 Rf + +ui1 uoR21R22ui2 )(1( 21211 1111211 121 iiFo uRR RuRR RRRu i13ui3 uo +-ifR13R2 Rfi12 R12i11 R11ui2 ui1 加 法 电 路同 相 求 和 电 路 的 各 输 入 信 号 的 放 大 倍 数 互 相 影 响 ，不 能 单 独 调 整 。 加 法 运 算 uu ii 0 22211 R/RR/R f - R1 Rf + +ui1 uoR21R22ui2 i13ui3 uo +-ifR13R2 Rfi12 R12i11 R11ui2ui1 加 法 电 路调 节 反 相 求 和 电 路 的 某 一 路 信 号 的 输 入 电 阻 ， 不 影响 输 入 电 压 和 输 出 电 压 的 比 例 关 系 ， 调 节 方 便 。)( 313212111o iFiFiF uRRuRRuRRu 减 法 运 算 差 动 输 入 232 3 iuRR Ru 11111 R uuR uui ii f of of R uuR uui uRRuRRu fifo )1( 111232 3111 )(1( ififo uRR RRRuRRu uu ii 0 ou 2iu fu2R1R fR1i fi1iu 3R 232 3111 )(1( ififo uRR RRRuRRu uu ii 0 ou2iu fu2R1R fR1i fi1iu 3R fRRRR 321 )( 121 iifo uuRRu 12 iio uuu fRRRR 321差 动 放 大 器 放 大 了 两 个 信 号 的 差 ， 但 是 它 的 输 入 电 阻不 高 , 这 是 由 于 反 相 输 入 造 成 的 。 减 法 运 算 单 运 放 的 加 减 运 算 电 路R2 _+ +R5R1ui2 uoui1 R4ui4ui3 R3 R6 643521 R/R/RR/R/R 1 25 1 2 5 1 21 2 3 45 1 2 3 41 1 1 ( ) ( )i io i i i iu uu R uR R R R Ru u u uR R R R R )( 4433643 RuRuR/R/Ru ii 52211 RuuR uuRuu oii uu ii 0 比 例 运 算 电 路 与 加 减 运 算 电 路 小 结1.都 引 入 电 压 负 反 馈 ， 因 此 输 出 电 压 稳定 、 输 出 电 阻 都 比 较 小 2.关 于 输 入 电 阻 ： 反 相 输 入 的 输 入 电 阻小 ， 同 相 输 入 的 输 入 电 阻 高 。3.同 相 输 入 的 共 模 电 压 高 ， 要 求 运 放 的CMRR大 ， 反 相 输 入 的 共 模 电 压 小 。 积 分 运 算 ouiu fu2R1R fC1i fi cu uu ii 00 uu 11 Ruii if dtuCRdtiCuu ifffco 1 11 iu0iU t0 ou t)sat(U0负 号 表 示 输 出 与 输 入 反 向当 ui为 阶 跃 信 号 时 tCRu fo 11 最 后 达 到 负 的 饱 和 值 积 分 运 算运 放 所 构 成 的 有 源 积 分 电 路 其 积 分 曲 线 的 线 性 度较 好 ， 这 是 因 为 充 电 电 流 基 本 恒 定 。 uu ii 0控 制 和 测 量 系 统 中 常 用 的 比例 -积 分 调 节 器 （ PI调 节 器 ） ：)1( 11o dtuCRuRRu iFiF ui1 uo +-R2 CFi1 R1 PI调 节 器if ucRF可 视 为 反 相 比 例 运 算 和 积 分 运 算 的 叠 加 。11 RUii if 积 分 运 算积 分 电 路 的 主 要 用 途 uu ii 01. 在 电 子 开 关 中 用 于 延 迟 。2. 波 形 变 换 。 例 ： 将 方 波 变 为 三 角 波 。3. A/D转 换 中 ， 将 电 压 量 变 为 时 间 量 。4. 移 相 。 微 分 运 算1C ouiu fu2R fR1i fi uu ii 00 uu dtduCii if 11 dtduCRiRu iffo 11 当 ui为 阶 跃 信 号 时 ， uo为 尖 脉 冲 电 压 输 出 电 压 与 输 入 电压 的 一 次 微 分 成 正 比 。 iu0iU t0 ou t 微 分 运 算1C ouiu fu2R fR1i fi uu ii 0tu i sin若 输 入 ：则 ： )90sin(cos tRC tRCuo ui t0 t0 uo 微 分 运 算 在 控 制 系 统 中 使 调 节 过 程 加 速 的 比 例 微分 调 节 器 （ PD调 节 器 ） uu ii 0iu0iU t0 ou tui uo+-R2C1iciR RFif R1 iFiFFRF uRRdtduCRR)ii(Riu 11cfo 综 合 举 例例 1： 已 知 :RF=240k, R1=24k， R2=30k, R3=12k，R4=80k， 求 输 出 电 压 与 输 入 电 压 的 关 系 。-R3 RF+ +ui1 uoR2R1ui2 R 4ui3 213 81020 iiio uuuu 21810111 21421 2211 iiii uuRRR RuRuu u1 333 RRuRRu FiFo 例 2： 求 输 出 电 压 与 输 入 电 压 的 关 系 。- RF1+ +ui1 uo1R1ui2 R2 R3 - RF2+ + uoR4ui3 R5 R6)( 221111 RuRuRu iiFo 53221141253412 )()( RuRuRuRRRRuRuRu iiiFFioFo 25461213 FF R/R/RR,R/R/RR 例 3： 如 图 所 示 ， 求 输 出 电 压 的 大 小 。_+ +10k20k+5V 5kui 20k uo1 uo_+ +20k 20k10k )5(5.0)5(20101 iio uuu )5(5.02020 1 ioo uuu 例 4： 如 图 所 示 ， 求 输 出 电 压 与 输 入 电 压 的 关 系 。u o2+ +A +A RRRWui1ui2 uo1ab+ R1R1 +AR2R2 uo+ 解 ： 先 求 解 前 面 运 放 。u o2+ +A +A RRRWui1ui2 uo1ab+ 1ia uu 2ib uu W baWoo R uuRR uu 2 21 W ii R uu 21 12 oo uu )(2 12 iiW W uuR RR 虚 短 路 ：虚 开 路 ： 解 ： 再 求 解 后 面 运 放 。 )( 1212 ooo uuRRu uo2uo1 R1R1 +AR2R2 uo+ )(2 1212 iiW W uuR RRRR 三 运 放 电 路 是 差 动 放 大 器 ， 放 大 倍 数 可 变 。 由 于 输 入 均 在 同 相 端 ， 此 电 路 的 输 入 电 阻 高 。 小 结 熟 记 各 种 单 运 放 组 成 的 基 本 运 算 电 路 的 电路 图 及 放 大 倍 数 公 式 。 掌 握 以 上 基 本 运 算 电 路 的 级 联 组 合 的 计 算 。 会 用 “ 虚 开 路 (ii=0)”和 “ 虚 短 路 (u+=u) ”分 析 给 定 运 算 电 路 的 放 大 倍 数 。 运 放 在 信 号 处 理 方 面 的 应 用 电 压 比 较 器 有 源 滤 波 器 采 样 保 持 电 路 电 压 比 较 器 ouiu RU )( )(0 satoo satoo Uuuu Uuuu ii 0 RUou iu)(satoU )(satoU电 路 特 点 （ 1） UR为 参 考 电 压 ， 加 在 同 相 输 入 端 。 输 入 电 压 ui加 在 反 向输 入 端 。 （ 3） 其 电压 传 输 特 性如 图 所 示 :（ 2） 当 uiUR时 ,输 出 电 压uo=-U(sat） . 电 压 比 较 器 )( )(0 satoo satoo Uuuu Uuuu ii RU0 iu t ou)(satoU )(satoU 0 t ouiu RU 0 RUou iu)(satoU )(satoU 调 节 UR的 大 小 ,可 以 改 变 输 出 波 形 正 负 半 周 的 宽 度 .如 果UR=0,则 构 成 过 零 比 较 器 . 电 压 比 较 器 )( )(0 satoo satoo Uuuu Uuuu ii 0 ou iu)(satoU )(satoU传 输 特 性 ouiu 电 路 0 iu tou)(satoU )(satoU 0 t如 果 想 限 制 输 出 电 压 的 大 小 ,可 以 在 输 出 端 接 双 向 稳 压 管 .0 ou iuzU zUZD 电 压 比 较 器 )( )(0 satoo satoo Uuuu Uuuu ii 传 输 特 性电 路 的 结 构 ouiu fR1R 2R 3Rfu u ZD 0 ou iuzU zUthLu thHu （ 1） 输 出 端 至 反 向 输 入 端 之 间 没 有 反 馈 通 路 ， 所 以属 于 开 环 应 用 ， 输 出 电 压 必 为 高 低 两 种 电 平 。 （ 2） R2和 Rf组 成 正 反 馈 电 路 ， 只 是 为 了 加 快 电 压 比较 器 状 态 的 翻 转 过 程 ， 使 电 压 传 输 特 性 变 的 更 陡 。 电 压 比 较 器 ouiu fR1R 2R 3Rfu u ZD0iu如 果 ： Zo Uu ZfthHii URR RUuu 2 2 Zo Uu 0: iu如 果 Zo Uu Zo ZfthLii Uu URR RUuu 02 2 输 出 电 压 的 变 化 总 是 滞 后 于 输 入 电压 的 变 化 ， 所 以 叫 过 零 滞 回 比 较 器 。 0 iu tZf URR R 2 2 Zf URR R 2 2 ZU ouZU 0 t 有 源 滤 波 器滤 波 电 路 的 分 类1. 按 信 号 性 质 分 类 模 拟 滤 波 器 和 数 字 滤 波 器2. 按 所 用 元 件 分 类 无 源 滤 波 器 和 有 源 滤 波 器3. 按 电 路 功 能 分 类 低 通 滤 波 器 ； 高 通 滤 波 器 ； 带通 滤 波 器 ； 带 阻 滤 波 器4. 按 阶 数 分 类 一 阶 ， 二 阶 高 阶无 源 滤 波 器 的 缺 点1. 带 负 载 能 力 差 。 2. 无 放 大 作 用 。 3. 特 性 不 理 想 ，边 沿 不 陡 。 4.两 级 一 阶 低 通 滤 波 器 串 接 时 ， 各 级 互 相影 响 有 源 滤 波 器 四 种 典 型 的 频 率 特 性ioUU 低 通 高 通带 通 带 阻 ioUU ioUU ioUU 有 源 滤 波 器有 源 滤 波 器 的 优 点1. 不 使 用 电 感 元 件 ， 体 积 小 重 量 轻 。 2. 有 源 滤 波 电 路中 可 加 电 压 串 联 负 反 馈 ， 使 输 入 电 阻 高 、 输 出 电 阻低 ， 输 入 输 出 之 间 具 有 良 好 的 隔 离 。 只 需 把 几 个 低 阶滤 波 电 路 串 起 来 就 可 构 成 高 阶 滤 波 电 路 ， 无 需 考 虑 级间 影 响 。 3. 除 滤 波 外 ， 还 可 放 大 信 号 ， 放 大 倍 数 容 易调 节 。有 源 滤 波 器 的 缺 点1. 不 宜 用 于 高 频 。 2. 不 宜 在 高 电 压 、 大 电 流 情 况 下使 用 。 3. 可 靠 性 较 差 。 4. 使 用 时 需 外 接 直 流 电 源 。 有 源 低 通 滤 波 器画 出 其 幅 频 特 性 为 ouiu fR1R CR Cu |)j(T| |A| uf 0 |A| uf 021 0 0 200 )(1|)(|)( ufAjTA 0arctan)( 10 10 RR|A|)j(T|, fuf |A|)j(T|, uf 000 21 0 |)j(T|, 有 放 大 作 用幅 频 特 性 与 一 阶 无 源 低 通 滤波 器 类 似运 放 输 出 ， 带 负 载 能 力 强 。 有 源 高 通 滤 波 器工 作 原 理 ouiu fR1RC RRCjUUCjR RUU iiC 111 URRU fo )1( 1 011 1111 1 jRRRCj RRUU ffio RC10 称 为 截 止 角 频 率 001 111 1 jARCj RR)j(U )j(U)j(T uffio 称 为 电 路 的 频 率 特 性 有 源 高 通 滤 波 器工 作 原 理 ou iu fR1RC R 200 )(1 |)(|)( ufAjTA 0arctan)( 00 |)j(T|, |A|)j(T|, uf 000 21 |A|)j(T|, uf 0 |)(| jT | 0ufA |21 0ufA 0 0 采 样 保 持 电 路 当 输 入 信 号 变 化 较 快 时 要 求 输 出 信 号 能 快 速 而 准 确地 跟 随 输 入 信 号 的 变 化 进 行 间 隔 采 样 。 在 两 次 采 样之 间 保 持 上 一 次 采 样 结 束 时 的 状 态 。 采 样 保 持 技 术常 用 于 数 字 电 路 、 计 算 机 和 程 序 控 制 等 装 置 中 。u i uo +-RC采 样 保 持 电 路ucS控 制 信 号 ououi采样 保持 t输 入 输 出 波 形 运 放 应 用 中 的 反 馈 在 集 成 运 放 的 线 性 应 用 中 ， 必 须 加 入 深 度 负 反 馈 才能 使 电 路 稳 定 运 行 。 而 且 ， 输 入 与 输 出 间 的 关 系 与运 放 电 路 本 身 的 参 数 无 关 。 所 以 ， 各 种 反 馈 都 有 。电 压 并 联 负 反 馈 ouiu fu2R1R fR1i fi 电 压 串 联 负 反 馈 ouiu fu2R1R fR1i fi 运 放 应 用 中 的 反 馈电 流 并 联 负 反 馈 电 流 串 联 负 反 馈 ouiu fuRLR2R 0ifi du iu 2R1R fR1i fi ouRuRLR 0idi 00 iiRf Ruiuu iif 0ffRfi iRu,iRui 11 ifR uRRu 1 fRo iii ifiR uRRRRuRu )1(111 输 出 电 流 与 输 出 电 压 和 负 载 电 阻 无 关 ， 所 以 是电 流 反 馈 。 运 放 应 用 中 的 反 馈 结 论1.反 馈 电 路 直 接 从 输 出 端 引 出 ， 是 电 压 反 馈 ； 从 负 载 电阻 靠 近 地 端 引 出 的 ， 是 电 流 反 馈 （ RL经 电 阻 R接 地 ） 。2.输 入 信 号 和 反 馈 信 号 分 别 加 在 两 个 输 入 端 （ 同 向 和 反向 ） ， 是 串 联 反 馈 ； 加 在 同 一 个 输 入 端 （ 同 向 或 反 向 ）上 的 ， 是 并 联 反 馈 。3.反 馈 信 号 使 净 输 入 信 号 减 小 的 ， 是 负 反 馈 。 集 成 运 放 的 使 用1.选 用 元 件2.消 振3.调 零4.保 护5.扩 大 输 出 电流 ouiu fR1R2R 1D 2D输 入 保 护 ouiu fR1R 2R 3R ZD输 出 保 护 ou1D2D电 源 保 护CE CE 本 章 小 结集成运算放大器 集 成 运 放 的组 成 与 特 点集 成 运 放 的主 要 参 数集 成 运 放 的理 想 化 模 型 集 成 运 放 的应 用 组 成 输 入 级 、 中 间 级 、 输 出 级特 点 输 入 电 阻 高 、 输 出 电 阻 低 、 K CMRR高 、 Auo高Auo 、 输 入 电 阻 、 输 出 电 阻 、 K CMRR、 最 大 输 出 电 压 UoPP最 大 差 模 输 入 电 压 Uidmax 、 最 大 共 模 输 入 电 压 Uicmax 输 入 电 阻 高 ri 、 输 出 电 阻 低 ro 0、K CMRR、 Auo信 号 运 算 比 例 、 加 法 、 减 法 、 微 分 、 积 分信 号 处 理 比 较 、 滤 波 、 采 样 保 持运 放 中 的 负 反 馈