模拟电子技术高职教程.ppt

书名 模拟电子技术与应用项目教程作者 王继辉ISBN 978 7 111 44950 8定价 28 00出版社 机械工业出版社层次 高职高专 集成运算的应用 模拟运算电路 1 模拟运算电路的测试 2 电压比较器 3 3 4 回顾 集成运放的两种工作状态 1 运放的电压传输特性 设 电源电压 VCC 10V 运放的Aod 104 Ui 1mV时 运放处于线性区 Aod越大 线性区越小 当Aod 时 线性区 0 5 2 理想运算放大器 开环电压放大倍数Aod 差摸输入电阻Rid 输出电阻Ro 0 为了扩大运放的线性区 给运放电路引入负反馈 理想运放工作在线性区的条件 电路中有负反馈 运放工作在线性区的分析方法 虚短 u u 虚断 ii ii 0 3 线性区 6 4 非线性区 正 负饱和状态 运放工作在非线性区的条件 电路开环工作或引入正反馈 运放工作在非线性区的分析方法在下一节讨论 7 一 比例运算电路 作用 将信号按比例放大 类型 同相比例放大和反相比例放大 电路结构 引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈 这样放大倍数与运放本身无关 只与反馈系数即外部元件有关 8 i1 i2 1 放大倍数 虚短路 虚断路 1 反相比例运算电路 结构特点 负反馈引到反相输入端 信号从反相端输入 电压并联负反馈 9 2 电路的输入电阻 Ri R1 RP R1 R2 uo 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 10 输出电阻小 共模电压为0 虚地 是反相输入的特点 3 反馈方式 电压并联负反馈 输出电阻很小 输入电阻也不大 11 1 共模输入电压为0 因此对运放的共模抑制比要求低 2 由于电压负反馈的作用 输出电阻小 可认为是0 因此带负载能力强 接近恒压源 3 由于并联负反馈的作用 输入电阻小 因此从信号源取的电流较大 对信号源要求较高 5 在放大倍数较大时 该电路结构不再适用 4 输入和输出反相 反相比例电路的特点 12 2 同相比例运算电路 u u ui 反馈方式 电压串联负反馈 输入电阻高 虚短路 虚断路 结构特点 负反馈引到反相输入端 信号从同相端输入 虚断路 f 13 3 共模输入电压为ui 因此对运放的共模抑制比要求高 1 由于电压负反馈的作用 输出电阻小 可认为是0 因此带负载能力强 2 由于串联负反馈的作用 输入电阻大 4 输入与输出同相 放大倍数大于等于1 同相比例电路的特点 14 此电路是电压串联负反馈 输入电阻大 输出电阻小 在电路中作用与分立元件的射极输出器相同 但是电压跟随性能好 结构特点 输出电压全部引到反相输入端 信号从同相端输入 电压跟随器是同相比例运算放大器的特例 3 电压跟随器 15 二 反相求和运算电路 实际应用时可适当增加或减少输入端的个数 以适应不同的需要 16 可用叠加法求 虚地 17 三 减法运算电路 解出 叠加法 差动放大器放大了两个信号的差 可实现减法运算 该电路的特点是 由于采用双端差动输入 故具有高共模抑制比 但是由于有并联负反馈存在 故它的输入电阻不高 18 例1 求输入与输出关系 19 例2 写出输出电压表达式 20 1 它们都引入电压负反馈 因此输出电阻都比较小 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 反相输入的共模电压小 比例运算电路与加减运算电路小结 21 四 积分运算电路 由于是反相积分故为负 22 若输入方波 输出是三角波 思考 如果输入是正弦波 输出波形怎样 也可以构作同相积分电路 则输出为正 输入与输出同相 23 五 微分运算电路 u u 0 24 25 一 训练目的 1 研究由集成运算放大器组成的比例 加法 减法等基本运算电路的功能 2 了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题 二 仪器设备 12V直流电源1套函数信号发生器1台交流毫伏表1块直流电压表1块集成运算放大器 A741 1电阻器 电容器若干 26 三 训练内容 1 反相比例运算电路 1 按图连接电路 接通 12V电源进行调零 调零时 将输入端接地 调零端接入电位器RW 用直流电压表测量输出电压U0 细心调节RW 使U0为零 即失调电压为零 27 2 输入f 100Hz Ui 0 5V的正弦交流信号 测量相应的UO 并用示波器观察uO和ui的相位关系 记录 28 2 同相比例运算电路 1 按图连接实验电路 实验步骤同内容1 将结果记录 29 2 将上图中的R1断开 得下图所示电路重复内容1 30 一 单值电压比较器 UR 当uiUR时 uo Uom 31 特例 过零比较器 UR 0时 传输特性曲线 ui 0则输出为正 反之为负 ui 0则输出为正 反之为负 32 例 利用电压比较器将正弦波变为方波 方波与正弦波同相 问 若反相输入则如何 可实现过零检测 33 二 滞回电压比较器 特点 电路中使用正反馈 2 当uo正饱和时 uo UOm 3 当uo负饱和时 uo UOm 34 当ui增加到UH时 输出由Uom跳变到 Uom 当ui减小到UL时 输出由 Uom跳变到Uom 传输特性 正程 逆程 分别称UTH1和UTH2上下门限电压 称 UTH1 UTH2 为回差 小于回差的干扰不会引起跳转 跳转时 正反馈加速跳转 35 u 0时翻转 可以求出上下门限电压 当u u 0时 uo UOM当u u 0时 uo UOM 36 上下门限电压 对称性 ThankYou