第11章 运算放大器

1、电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院1电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院3电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院4反相反相输入端输入端同相同相输入端输入端信号传信号传输方向输方向理想运放开环理想运放开环电压放大倍数电压放大倍数实际运放开环实际运放开环电压放大倍数电压放大倍数电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院512876543空脚空脚正电源端正电源端输出端输出端调零端调零端调零端调零端 反相输入端反相输入端同相输入端同相输入端负电源端负电源端651324电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院6电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院7

2、电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院8 ouA0)(oo uAuuu idr电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院9 u+ u uoUo(sat)+Uo(sat) O饱和区饱和区电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院10AoXiX电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院11FfXdXAoXiX反馈电路反馈电路fidXXX 比较环节比较环节fidXXX idXX 基本放大电路基本放大电路电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院12AFdXoXfXiX电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院13fiduuu 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院14fidiii 电气与自动化工程学院电气

3、与自动化工程学院15fiduuu 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院16fidiii 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院17电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院18doXXA ofXXF fidXXX AFAXXA 1iofAAAFAAd11dff AFdXoXfXiX电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院19F电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院20电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院21fiii 0 uu1i1iiRuRuui FoFofRuRuui 1FiofRRuuAu i1FouRRu 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院22F12/ RRR 1iof

4、uuAui1FouRRu 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院23ifR2uo10K10Kiiui+Sii1K1K1K1K1K1K0 uu电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院24ifR2uo10K10Kiiui+Sii1K1K1K1K1K1Kiii32211u/ui iii3121uii 1010oofuuui fiii 1031oiuu 33iof.uuAu 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院25fiii iuuu 1i1iRuRui FoiFofRuuRuui 1Fiof1RRuuAu ifR1R2uoRFiiui+i1Fo)1(uRRu 电气与自动化工程学院电气与自动化工程

5、学院26uoRFuiR2R1+ uoui+ 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院27Foi2i2i1i1 RuRuRu 故故得得ii2ii1if11i1i1Ruui 12i2i2Ruui )( i212Fi111FouRRuRRu F0fRuui 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院28)(i2i2Fi1i1FouRRuRRu )(i2i11FouuRRu )(i2i1ouuu 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院29i2323uRRRu i1i1iRuu ifR1R2uoRFiiui1+R3+ui2+)(oi1F11i1uuRRRu i11Fi23231Fo)1(uRRuRRRR

6、Ru 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院30)(i1i21FouuRRu i11Fi23231Fo)1(uRRuRRRRRu i1i2ouuu ifR1R2uoRFiiui1+R3+ui2+电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院311ifiRuii tuCRtiCuu d1d1iF1fFCoifR1R2uoRFiiui+ifuC+ tuCRud1iF1o电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院32Foi1ddRutuC tuCRudd i1Fo ifi1uoC1uiR2RF+ 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院33ii11F0151 u.uRRu ii1F12F2012F2025

7、 . 7)1()1(uuRRRRuRRu iii010206)5 . 1(5 . 7uuuuuu ui+R2uoRF2+R1R3RF1+R4电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院34 Rp2 RP1 + + uo ui1 RF + + uo1 R R R1 R2 ui2 2io1uu )(o12F1i1FouRRuRRu 1i1Fi22FuRRuRR 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院35电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院36iu电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院37iuiu电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院38iuiu电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院39iu

8、电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院40电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院4111.3 11.3 运算放大器在波形产生方面的应用运算放大器在波形产生方面的应用矩形波发生电路矩形波发生电路Z122RURRRU双向稳压管,起输出限幅作用R R1 1和和R R2 2构成正反馈电路构成正反馈电路 起限流的作用起限流的作用反相输入端的电压反相输入端的电压cuu 电容两端电压的变化是电容电容两端电压的变化是电容通过电阻通过电阻R RF F的充放电实现的的充放电实现的R RF F和和C C构成负反馈电路构成负反馈电路通过比较通过比较uu ,的大小可的大小可得出输出电压得出输出电压U UR RR R

9、2 2R RF Fu uo ou uC CR R1 1R R3 3D DZ Z电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院42U UR RR R2 2R RF Fu uo ou uC CR R1 1R R3 3D DZ Z2TtcutouZUZU思考题：如何改变矩形波的周期思考题：如何改变矩形波的周期T T？矩形发生器的波形矩形发生器的波形RURU电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院432. 2. 三角波发生器三角波发生器组成积分电路组成比较器R R2 2R RF FR R1 1u uo1o1D DZ ZR R5 5R R4 4C CF Fu uo ou uc cR R6 6R R3 3电气与

10、自动化工程学院电气与自动化工程学院44ZURRu12o当当011uu电路工作稳定后电路工作稳定后, ,当当Z1Uuoo121Z1221)(uRRRURRRuR R2 2R RF FR R1 1u uo1o1D DZ ZR R5 5R R4 4C CF Fu uo ou uc cR R6 6R R3 3o1uZUZU从从电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院45ZURRu12o当当011uu电路工作稳定后电路工作稳定后, ,当当Z1Uuoo121Z1221uRRRURRRuo1uZUZU从从R R2 2R RF FR R1 1u uo1o1D DZ ZR R5 5R R4 4C CF Fu u

11、o ou uc cR R6 6R R3 3电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院46ZUZUZURR12ZURR121F424TRCRR如何计算周期如何计算周期? ?2TZ122T0ZF42d1URRtUCRtto1uou三角波发生器的波形三角波发生器的波形电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院4711.6 11.6 使用运算放大器应注意的几个问题使用运算放大器应注意的几个问题1. 选用元件 根据实际要求来选用运算放大器根据实际要求来选用运算放大器, ,主要是根据主要是根据使用条件及运放的参数进行选择使用条件及运放的参数进行选择。2. 消振 这是为避免运算放大器内部晶体管的极间电容这是为避

12、免运算放大器内部晶体管的极间电容和其他寄生参数的影响和其他寄生参数的影响, ,使电路产生自激振荡，即外使电路产生自激振荡，即外加消振的方法。加消振的方法。3. 调零 由于运放内部参数不可能完全对称由于运放内部参数不可能完全对称, ,输入信号输入信号为零为零, ,输出可能不为零输出可能不为零, ,为此为此, ,在使用时必须调零。在使用时必须调零。电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院484.保护措施(1) (1) 输入保护输入保护输入电压将限制在二极管的正向压降以下R R2 2R R1 1R RF Fu ui iu uo o电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院49（2 2） 输出端保护输出

13、端保护将两个稳压管反向串联,将输出电压限制在一定的范围内R R2 2R R1 1u uo ou ui iD DZ ZR RF F电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院50用二个二极管来保护,以护止正、负电源接反.-E-ER R2 2R R1 1u uo ou ui i+ +E E（3 3） 电源保护电源保护电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院51（5 5） 扩大输出电流扩大输出电流互补对称电路R R2 2R RB BR RF Fu ui iu uo o-E-EC CR R1 1R RB B+E+EC CT2T2T1T1D1D1D2D2电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院52集成运放的

14、基本结构集成运放的基本结构-UEE+UCCuo u u反相端反相端同相端同相端T3T4T5T1T2IS输入级输入级输出级输出级中间级中间级电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院53例例 F007F007运算放大器的正、负电源电压为运算放大器的正、负电源电压为15V15V，开环电压放大倍数，开环电压放大倍数AU0=2 105, ,输出输出最大电压（即最大电压（即 Uo(sat)为为13V。在下图电路。在下图电路中分别加如下电压，求输出电压及其极性：中分别加如下电压，求输出电压及其极性：V;10V,15) 1 (uuV;10V,5)2(uumV;50V,)3(uuV;0mV,5)4(uu u u+ uo 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院54V651021360uoAuuu解只要两个输入端之间的电压绝对值超过只要两个输入端之间的电压绝对值超过6565V V，输出电压就达到正或负的饱和值。输出电压就达到正或负的饱和值。5VV10)1015(1026