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上传人：超****计
IP属地：浙江
4.8
积分
- 关 键 词：
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电子
学习
模拟
摹拟
电路
教案
- 资源描述：
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0515、电子学习模拟电路教案,电子,学习,模拟,摹拟,电路,教案
- 内容简介：
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(4-1),第四章 集成运算放大器,4.1 集成运算放大器简介,4.2 集成运放的基本结构,4.3 信号的运算电路,4.4 有源滤波电路,4.5 集成运放的非线性应用,4.6 集成运放其它应用*,(4-2),4.1集成运算放大器简介,将整个电路的各个元件做在一个半导体基片上。,集成电路:,优点:,工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。,分类:,模拟集成电路、数字集成电路,小、中、大、超大规模集成电路, ,INTEGRATED CIRCUITS,(4-3),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。,IC,(4-4), 4.2 集成运放的基本结构,输入级,中间级,输出级,-UEE,+UCC,u,uo,u,反相端,同相端,基本原理框图,(4-5),uo,与uo反相,与uo同相,(4-6),要求：,输入级,尽量减小零点漂移,尽量提高KCMRR , 输入阻抗 ri尽可能大。,(4-7),中间级,足够大的电压放大倍数,(4-8),输出级,主要提高带负载能力，给出足够的输出电流io ，输出阻抗 ro小。,(4-9),ri 高:几十k 几百k,运放的特点：,KCMRR很大,ro 小：几十 几百,A o 很大:104以上 107,理想运放：,ri ,KCMMRR ,ro 0,Ao ,运放符号：,运放的特点和符号,(4-10), 4.3 信号的运算电路,uo,Ao越大，运放的线性范围越小，必须加负反馈才能使其工作于线性区。,4.3.1 概述,(4-11),运放线性运用,在运放的线性应用中，运放的输出与输入之间加了负反馈，运放工作于线性状态。,(4-12),由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的理想运放。,理想运放的条件：,放大倍数与负载无关，可以分开分析。,(4-13),理想运放的符号,(4-14),4.3.2 信号的运算电路,(1) 反相比例运算放大器,i1=i2,(4-15),电路的输入电阻：,Ri=R1,反馈方式：,电压并联负反馈,输出电阻很小！,RP=R1/R2,(4-16),共模电压：,输入电阻小、共模电压为0以及“虚地”是反相输入的特点。,(4-17),(2) 同相比例运算放大器,u-= u+= ui,电压并联负反馈输入电阻高。,共模电压：ui,没有虚地概念。,(4-18),(3) 差动放大器,解出：,(4-19),(4) 电压跟随器,此电路是电压并联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。,(4-20),差动信号放大了两个信号的差，但是它的输入电阻不高（2R1）, 这是由于反相输入造成的。,(4-21),以上电路的比较归纳：,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。,(4-22),(5) 反相求和运算：,(4-23),(6) 同相求和运算：,此电路如果以u+为输入 ，则输出为：,u+ ui1 、ui2？,(4-24),所以：,请特别注意，同相求和电路的两个输入信号的放大倍数互相影响，不能单独调整。,(4-25),(7) 微分运算：,u-= u+= 0,(4-26),若输入：,则：,(4-27),应用举例：,(8) 积分运算：,1、输入方波，输出是三角波。,(4-28),2、如果积分器从某一时刻输入一直流电压，输出将反向积分，经过一定的时间后输出饱和。,U,积分时限,(4-29),思考,如果输入是正弦波，输出波形怎样，请自己计算。运放实验中请自己验证。,(4-30),（9）三运放电路,(4-31),(4-32),(4-33),三运放电路是差动放大器，放大倍数可调。,由于输入均在同相端，此电路的输入电阻高。,(4-34),4.4 有源滤波器,滤波电路的种类:,低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器,(4-35),传递函数：,幅频特性,相频特性,(4-36),按频率特性进行分类：,低通,高通,带通,带阻,(4-37),一阶低通滤波器,(4-38),此电路的缺点：,1、带负载能力差。,2、无放大作用。,3、特性不理想，边沿不陡。,截止频率处：,(4-39),将两级一阶低通滤波器串接,？,各级互相影响！,(4-40),4.4.1 一阶有源低通滤波器,(4-41),幅频特性：,相频特性：,有放大作用,3、,运放输出，带负载能力强。,幅频特性与一阶无源低通滤波器类似,(4-42),4.4.2 二阶有源低通滤波器,(4-43),(4-44),R1= 时：AF=1,时：,(4-45),如何组成高通滤波器？,RC对调,(4-46),4.5 集成运放的非线性应用,所谓非线性应用是指，由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系uo=f(ui)是非线性函数。由运放组成的非线性电路有以下三种情况。,(4-47),1、电路中的运放处于非线性状态。,比如：运放开环应用,加有正反馈的运放电路，运放处于非线性状态。,(4-48),2、电路中的运放处于线性状态，但外围电路有非线性元件（二极管、三极管）。,ui0时：,ui U+H , 就有 u- u+,uo 立即由Uom 变成Uom !,在 uc U+H 时，,u- 0 时,uo1 0 , D2 导通,D1 截止,uo = 0 ;,ui 0,D2 截止,D1 导通，此时:,(4-104),显然，只要运放的输出电压大于二极管的正向电压，D1 和 D2 中总有一个导通，另一个截止，这个电路就能正常整流。,这个电路所要求的最小输入电压峰值为：UD/Au,UD 为二极管的正向电压Au=RF/R1,(4-105),思考题：,如果我们希望获得正半波性的输入信号，怎么办？,二极管反向,(4-106),(2).全波整流电路,在半波整流电路的基
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