西北工业大学网络教育学院课件--电子技术

1、(1-1)第第1717章章 复习复习 (1-2)1.1.集成运放的总体结构集成运放的总体结构uuu电压放大级输出级偏置电路uo+差动输入级uu-1. 1. 内容小结内容小结2 2集成运放是一个高增益、直接耦合的多级放大器。集成运放是一个高增益、直接耦合的多级放大器。3. 3. 将电子系统输出回路的电量（电压或电流），以一定的将电子系统输出回路的电量（电压或电流），以一定的方式送回到输入回路的过程称为反馈。方式送回到输入回路的过程称为反馈。(1-3)4 4负反馈的四种组态：电压串联负反馈，电压并联负反馈，负反馈的四种组态：电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈和电流并联负反馈。电流串联负

2、反馈和电流并联负反馈。FAAAf1.5 5负反馈电路的四种不同组态可以统一用方框图加以表示，负反馈电路的四种不同组态可以统一用方框图加以表示，其闭环增益的表达式为：其闭环增益的表达式为：6 6负反馈改善放大电路的性能：提高放大倍数的稳定性，减负反馈改善放大电路的性能：提高放大倍数的稳定性，减小非线性失真，抑制噪声，扩展频带，改变输入、输出电阻。小非线性失真，抑制噪声，扩展频带，改变输入、输出电阻。7 7在深负反馈条件下，可用在深负反馈条件下，可用 或或“虚短虚短” “” “虚断虚断”法估算电路的闭环增益。法估算电路的闭环增益。FAf1.8 8集成运放可以构成加法、减法、积分、微分等多种运算集成

3、运放可以构成加法、减法、积分、微分等多种运算电路。在电路中存在深度负反馈。运放工作在线性放大状态。电路。在电路中存在深度负反馈。运放工作在线性放大状态。可以使用可以使用“虚短虚短”和和“虚断虚断”的概念对电路进行分析的概念对电路进行分析(1-4)9 9有源滤波器是一种重要的信号处理电路，它可以突出有有源滤波器是一种重要的信号处理电路，它可以突出有用频段的信号，衰减无用频段的信号，抑制干扰和噪声信用频段的信号，衰减无用频段的信号，抑制干扰和噪声信号。实际使用时，选择低通、高通、带通或带阻滤波器。号。实际使用时，选择低通、高通、带通或带阻滤波器。1010当运放开环工作或引入正反馈时，运放工作在非线

4、性状当运放开环工作或引入正反馈时，运放工作在非线性状态。其分析方法为：态。其分析方法为： 若若U U+ +U U- - 则则U UO O=+U=+UOMOM； 若若U U+ +U U- - 则则U UO O=-U=-UOMOM。 虚断（运放输入端电流虚断（运放输入端电流=0=0）11 11 比较器是一种能够比较两个模拟量大小的电路。迟滞比较器是一种能够比较两个模拟量大小的电路。迟滞比较器具有回差特性。它们是运放非线性工作状态的典型应比较器具有回差特性。它们是运放非线性工作状态的典型应用。用。 1212在方波、锯齿波和三角波等非正弦波信号发生器中，运在方波、锯齿波和三角波等非正弦波信号发生器中，

5、运放一般也工作在非线性状态。电路由比较器、积分器等环节放一般也工作在非线性状态。电路由比较器、积分器等环节组成。组成。(1-5) 解：根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时解：根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时存在，来进行判别。存在，来进行判别。例例1 1：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈。：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈。uu+1A+RfRoiC22R1C交、直流反馈交、直流反馈交流反馈交流反馈 注意电容的注意电容的“隔直通交隔直通交”作用！作用！2 2 例题及课后习题例题及课后习题(1-6)本级反馈本级反馈反馈只存在于某一级放大器中反馈只存

6、在于某一级放大器中 级间反馈级间反馈反馈存在于两级以上的放大器中反馈存在于两级以上的放大器中例例2：判断下图中的本级反馈与级间反馈：判断下图中的本级反馈与级间反馈VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1级间反馈级间反馈本级反馈本级反馈本级反馈本级反馈(1-7)u-uR+1f-ofo+LiRRRi+idAiii电流并联负反馈电流并联负反馈例例3 3：判断以下各图的反馈类型：判断以下各图的反馈类型Rc1c2R+Vc2i-ROsR-ff12+uTisRRTiCCibiuLe2电流并联负反馈电流并联负反馈(1-8)电压并联负反馈电压并联负

7、反馈+TLR-cui-b+iCC+sRi+VOuu-ssRRffi+_+V-+cciuuO1RR23RR4R56R电流串联负反馈电流串联负反馈(1-9)VVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6u-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi电压串联负反馈电压串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈(1-10)电流并联负反馈电流并联负反馈引入电流负反馈的目的引入电流负反馈的目的稳定输出电流稳定输出电流稳定过程：稳定过程：RL io(ic2) if id （ib） io(ic2) +-Rc1c2RRfRe2RsLR1T2Tic2ifsius-u+O+-uiCC+Vibuu-1AiiR+i+

8、oidifiofRRLR+-例例4 4：判断反馈类型，及电路的工作过程。：判断反馈类型，及电路的工作过程。(1-11)例例5 5: :图所示电路中，运放图所示电路中，运放A A是理想运放，写出电压是理想运放，写出电压u uo o的表达式。的表达式。解：解：由虚断知，运放同相输入端由虚断知，运放同相输入端的电压为的电压为u uI I。又依据虚短，运放。又依据虚短，运放反相输入端的电压也是反相输入端的电压也是u uI I。由于。由于等电位，所以流过电阻等电位，所以流过电阻R R的电流的电流为为0 0，又根据虚断，流过，又根据虚断，流过2 2R R的电的电流与前者相等，也为流与前者相等，也为0 0，

9、所以有：，所以有： u uo o= =u uI I讨论：讨论：在利用在利用“虚短虚短”、“虚断虚断”条件分析电路时要注条件分析电路时要注意：意：“虚短虚短”是指运放的同相端和反相端之间的净输入是指运放的同相端和反相端之间的净输入电压近似为电压近似为0 0。“虚断虚断”是指流入运放同相端和反相端是指流入运放同相端和反相端的净输入电流近似为的净输入电流近似为0 0。容易出现的问题是，误认为运。容易出现的问题是，误认为运放输出端的电流也是放输出端的电流也是0 0。(1-12)例例6 6：R Rf f=10k=10k ，R R2 2=10k =10k ，U UZ Z=6V=6V， U UREFREF=

10、10V=10V。当输。当输入入u ui i为如图所示的波形时，画为如图所示的波形时，画 出输出出输出u uo o的波形。的波形。上下限：上下限：V82ff2f2T RZURRRURRRUV32ff2f2T RZURRRURRRUuoui08V3V传输特性传输特性+6V-6VuuuA+R-Zu+DO+fuRZiREFR1R2(1-13)3V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V3V传输特性传输特性+6V-6VuuuA+R-Zu+DO+fuRZiREFR1R2(1-14)例例7 7：在下图所示电路中，写出输出电压：在下图所示电路中，写出输出电压u uO O与输入电流与输入电流i i1 1和和 i

11、i2 2之间的关系式。之间的关系式。解解：设运放：设运放A A1 1的输出信号的输出信号为为u u1 1，运放，运放A A1 1的反相输入的反相输入端信号为端信号为u uN1N1，运放，运放A A2 2的反的反相输入端信号为相输入端信号为u uN2N2。两级。两级运放均构成了负反馈，满运放均构成了负反馈，满足足“虚短虚短”、“虚断虚断”。)RuRu(i2111o)RuRu(i3112oooouRRRRRuRuii32323221)ii (RRRRu213232o(1-15) 例例8 8：运放组成的有源滤波电路如图所示。运放：运放组成的有源滤波电路如图所示。运放A A1 1和和 A A2 2为理

12、想运放。试求：为理想运放。试求：)()()(Io1sususA. 11)()()(IosususA. 23 3判定判定A A1 1级和整个电路各组成什么样的滤波电路级和整个电路各组成什么样的滤波电路1o11I1RujwCRujwCRRsususA1)()()(11Io11wwjsususAHIo1111)()()(解：解：1.CRw1H1(1-16) 2. uo= - (uI+uo1) )1(I11IujwCRRuHIo11)()()(wwjsususACRw1H1其中其中3 3由以上分析可判定由以上分析可判定A A1 1级组成一阶高通有源滤波电路；整级组成一阶高通有源滤波电路；整个电路组成一

13、阶低通有源滤波电路。个电路组成一阶低通有源滤波电路。(1-17)90sin( tRC tRCuo cos tui0tuo0tsinui 例例9：,求求uo。dtduRCuio 90uuo1CRAi+R+iiC(1-18)例例1010：设计一个加减运算电路，设计一个加减运算电路， R RF F=240k=240k ，使使u uo o=10=10u ui i1 1+ 8+ 8u ui i2 2 - 20- 20u ui i3 3解解: :(1) (1) 画电路。画电路。系数为负的信号系数为负的信号从反相端输入，从反相端输入，系数为正的信号系数为正的信号从同相端输入。从同相端输入。-R3RF+ui1

14、uoR2R1ui2R4ui3(1-19)(2) (2) 求各电阻值。求各电阻值。-R3RF+ui1uoR2R1ui2R4ui3FRRRRR/3421)(332211RuRuRuRuiiiFok240FRuo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3k241Rk302Rk123Rk804R(1-20)16.6.316.6.3一负反馈放大电路一负反馈放大电路,|A|=300,|F|=0.01.,|A|=300,|F|=0.01.试问试问:(1):(1)闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数|A|Af f|?|?(2)(2)如果如果|A|A|发生百分之发生百分之2020的变化的变化, |A, |Af f|

15、|的相对变化为多少的相对变化为多少? ?ffd|A |d|A|1A|A| 1 |AF|f000000f| A |1204.34( 5.88)| A |1(10.2) 300 0.01 解解: :(2)(2)当放大倍数较小时当放大倍数较小时 当放大倍数较大时当放大倍数较大时f|A|(1)|A |751 |AF|ff| A | A|1A| A| 1 | A F| A |变化后的放大倍数。变化后的放大倍数。(1-21)17.2.317.2.3试求下图的放大倍数，设试求下图的放大倍数，设R RF FRR4.4.解：解：又又(1-22)17.2.1017.2.10试求下图试求下图u uo o与与u ui

16、1i1和和u ui2i2之间的关系式之间的关系式. .解解: :)uu)(K1(u)K1(u)K1(u)RKR1(Ku)K1(uRKRu)RKR1(u1i2i1i2i1i112i1o222i22o此电路为高输入阻抗的差动电路此电路为高输入阻抗的差动电路. .(1-23)17.2.1717.2.17图所示电路图所示电路, ,电源电压为电源电压为15V,ui1=1.1V,ui2=1V,15V,ui1=1.1V,ui2=1V,试问接入输入电压后试问接入输入电压后, ,输出电压由输出电压由0 0上升到上升到10V10V所需的时间所需的时间. .V2 . 0)uu(RRuRRuRRR)RR1(u1i2i1F1i1F2i3231F1o解解: :由由A A1 1得得上升所用的时间为上升所用的时间为1s.1s.由由A A2 2得得tV10tCRudtuCR1uF41o1oF4o(1-24)17.2.2017.2.20下图所示积分电路下图