信息与通信集成运算放大器的应用.ppt

第9章集成运算放大器的应用,集成运算放大器，有三级：输入级、中间级和输出级。是一种直接耦合的高增益的放大器，Aud可以达到上千。如果在其外围加上反馈，可以实现信号的运算，处理，波形的产生和信号的变换等功能，应用十分广泛。,为了分析方便，把实际运算放大器简化成理想运算放大器。,9.1理想集成运算放大器,9.1.1理想集成运算放大器的主要参数开环差模电压增益=；开环差模输入电阻=；开环输出电阻；共模抑制比KCMR=;,理想运放的符号图,运放的传输特性,(1)“+”表示同相输入端，表明从该端输入的信号输出为同相放大。(2)“”表示反相输入端，表明从该端输入的信号输出为反相放大。(3)集成运放是高增益的直接耦合放大器。其开环放大倍数非常大。,说明,9.1.2理想运放工作在线性区时的特点,1.差模输入电压等于零2.输入电流等于零也称“虚断”特性,也称“虚短”特性,当集成运放工作在线性状态时，由于,所以：,当集成运放工作在线性状态时，,所以：,9.1.3理想运放工作在非线性区时的特点,1.输出电压只有高、低两种电平,理想运放的电压传输特性曲线,2.输入电流等于零（虚断特性）由于理想运放的差模输入电阻为无穷大，故净输入电流为零，即,理想运放也可画成三角形,9.2基本运算电路,比例运算电路加减运算电路积分和微分运算电路对数和反对数电路乘法和除法运算电路,9.2.1比例运算电路,反相比例电路,反相比例放大器,判断反馈类型：并联电压负反馈,虚地,1Auf,根据深负反馈的条件（或理想运放的虚断,虚短的概念）可知：,因此：,2、闭环输入电阻Rif,因此：,根据虚短的概念得到：,3闭环输出电阻Rof,理想运放Ro0，所以Rof=0,同相比例电路,1Auf,根据理想运放的虚短、虚断概念可知：,若R1开路（或R1）、R2=0，则Auf=1，称为电压跟随器。在实验室里，经常用电压跟随器来检测运放的好坏。,【例】电路如图所示，已知U0=-33Ui，其余参数如图中所示，R3和R6为平衡电阻，试求R5的阻值。,解,由图可知，A1构成同相比例电路，A2构成反相比例电路。,9.2.2加减运算电路实现多个输入信号按各自不同的比例求和或求差的电路统称为加减运算电路,加法电路,反相加法电路,反相相加器,一、反相相加器,又因为if=i1+i2+i3，则,当R1=R2=R3=R0时,例1试设计一个相加器，完成uo=-(2ui1+3ui2)的运算，并要求对ui1、ui2的输入电阻均100k。,所以选Rf=300k，R2=100k，R1=150k。,实际电路中，为了消除输入偏流产生的误差，在同相输入端和地之间接入一直流平衡电阻Rp，并令Rp=R1R2Rf=50k。,解:为满足输入电阻均100k，选R2=100k，,满足例1要求的反相相加器电路,二、同相加法电路,同相加法电路,当R1=R2时:,减法电路一、单运放减法运算电路,单运放减法运算电路,相减器(差动放大器),相减器电路,叠加定理,二、双运放减法运算电路,双运放减法运算电路,9.2.3积分和微分运算电路,积分电路,基本积分电路,微分电路,微分电路,9.3正弦波振荡电路,正弦波振荡电路是在没有外输入信号的情况下，依靠电路自激振荡而产生正弦波输出电压的电路。,重点：利用正反馈构成正弦波振荡电路的振荡条件，以及RC正弦波振荡电路的组成及工作原理。,9.3.1正弦波振荡电路的振荡条件1、正弦波振荡的条件,要使电路维持振荡,正弦波振荡电路的方框图,正弦波振荡电路的平衡条件,电路的起振条件,2、正弦波振荡电路的组成,正弦波振荡电路,（1）放大电路,（2）选频网络,（3）正反馈网络,（4）稳幅环节,3、正弦波振荡电路的分类,RC正弦波振荡电路LC正弦波振荡电路石英晶体正弦波振荡电路,9.3.2RC文氏桥正弦波振荡电路RC串并联选频网络的频率特性,RC串并联选频网络,RC串并联选频网络的频率特性,幅频特性,相频特性,RC串并联选频网络的频率特性,RC文氏桥正弦波振荡电路,RC文氏桥正弦波振荡电路是以RC串并联选频网络作为反馈网络组成的正弦波振荡器。,RC文氏桥正弦波振荡电路,9.4非正弦波产生电路9.4.1电压比较