张永亮--大学生电子设计竞赛培训(第二讲 运放放大器)

1、第二讲 基本电路介绍应用电子技术专业张永亮 运算放大器的用途运算放大器的用途 运算放大器的选型运算放大器的选型 运算放大器的选型原则运算放大器的选型原则 运算放大器的特殊应用举例运算放大器的特殊应用举例 电压比较器的应用电压比较器的应用基本单元电路设计之运算电路1、信号放大（信号调理电路）、信号放大（信号调理电路）2、信号反向（极性转换）、信号反向（极性转换）3、信号积分、微分（波形变换）、信号积分、微分（波形变换）4、信号缓冲（阻抗匹配）、信号缓冲（阻抗匹配）5、信号产生（波形发生器）、信号产生（波形发生器）6、信号比较（过零比较、产生触发信号）、信号比较（过零比较、产生触发信号）7、信号滤

2、波（有源滤波器）、信号滤波（有源滤波器）8、信号检波（峰值检波器）、信号检波（峰值检波器）运算放大器电路的应用技术一、运算放大器的用途：一、运算放大器的用途：二、运算放大器的选型1、无特殊要求，应尽量选用通用型运算放大器。、无特殊要求，应尽量选用通用型运算放大器。2、不盲目追求参数的先进性，如：高输入阻抗，但失、不盲目追求参数的先进性，如：高输入阻抗，但失真电压也较大；低功耗的动放，转换速率也必然较低。真电压也较大；低功耗的动放，转换速率也必然较低。3、当电路中含有多个运算放大器时，建议选用双运放、当电路中含有多个运算放大器时，建议选用双运放或四运放。或四运放。4、对微弱信号放大时，应选用失调

3、及噪声系数很小的、对微弱信号放大时，应选用失调及噪声系数很小的专用运放。专用运放。三、运算放大器的选型原则放大器设计注意事项放大器设计注意事项 1.根据要求选运放（根据要求选运放（精密？低漂移？宽带？高速？平衡输入？精密？低漂移？宽带？高速？平衡输入？ 输出幅度？是单电源或是双电源？）输出幅度？是单电源或是双电源？）2.根据要求选电路（根据要求选电路（高输入阻抗高输入阻抗-同相端输入？宽带高速？同相端输入？宽带高速？ 增益大小？增益大小？-需要多级？需要多级？ 增益可控？增益可控？-程控放大？需要滤波器？要求带程控放大？需要滤波器？要求带宽可变？宽可变？要求负载能力？需要功率驱动？要求负载能力

4、？需要功率驱动？电源电压选取？电源电压选取？-）10集成运算放大器用于集成运算放大器用于“运算运算”的电路举例的电路举例 1 1、比例运算、比例运算反相比例放大器反相比例放大器 同相比例放大器同相比例放大器 电压跟随器电压跟随器 iuRR12ouiuRR)1 (u12oiuou四、运算放大器的应用举例2 2、加、减运算、加、减运算反相加法器反相加法器 同相加法器同相加法器 相减器相减器 若若R1=R2=R3=RR1=R2=R3=R, , )(u321oiiiFuuuRR若若R1=R2R1=R2 )(/)(1 (u2113213iiFouuRRRRRRR 若若4321,RRRR )(u2113i

5、iouuRR123 3、电压、电压电流变换器电流变换器 输出负载中的电流正比于输入电压的运放电路，电输出负载中的电流正比于输入电压的运放电路，电压压电流变换器，由于传输系数是电导，也称之为转移电电流变换器，由于传输系数是电导，也称之为转移电导放大器。导放大器。 当输入电压为恒定值时，其负载中的电流为恒定值，当输入电压为恒定值时，其负载中的电流为恒定值，与负载无关，则构成恒流源电路。电压与负载无关，则构成恒流源电路。电压电流变换电路电流变换电路有多种构成方法，以下根据负载是否接地几种典型电路。有多种构成方法，以下根据负载是否接地几种典型电路。1RUIiL42111RRRRUIiL4211RRRU

6、IiL512RRRUIiL当35412RRRRR 能将输入电流转换为输出电压的运放电路。由于它的传能将输入电流转换为输出电压的运放电路。由于它的传输系数为电阻，也称之为转移电阻放大器。输系数为电阻，也称之为转移电阻放大器。 在非电量变换器中有一种电流式变换器，它可以直接将在非电量变换器中有一种电流式变换器，它可以直接将非电量信号转换为输出电流，如光敏二极管就是将光信号转非电量信号转换为输出电流，如光敏二极管就是将光信号转换为二极管反向电流。换为二极管反向电流。fORIU4 4、电流、电流-电压变换器电压变换器 由电阻传感器电桥和各运放组成的运放电由电阻传感器电桥和各运放组成的运放电路被称之为电

7、桥放大器。在许多非电量测量仪路被称之为电桥放大器。在许多非电量测量仪器中经常采用电阻传感器。通过对电阻传感器器中经常采用电阻传感器。通过对电阻传感器中电阻的相对变化的测量来检测一些非电量。中电阻的相对变化的测量来检测一些非电量。这些电传感器通常被接成电桥形式。这些电传感器通常被接成电桥形式。5 5、电桥放大器、电桥放大器注：图中注：图中IA为通用放大器为通用放大器ERREURRRRERRRRREU2122差分输入电差分输入电压为：压为： %100221412141222222212RRRRRREAURRRRERRRERRRRRRERRRREUUIO输出电压及非输出电压及非线性误差：线性误差：恒

8、压供电电桥放大器)21 (12210GFiiufRRRRuuuA仪表放大器仪表放大器RFRF+A2A1+A3VOVREFVi1Vi2VCC仪仪 表表 放放 大大 器器增增益益电电阻阻差差 分分 放放 大大 器器R1R1R2R2VO 2VO 1 VEE RG2021特点：灵敏度高，无二极管压降。特点：灵敏度高，无二极管压降。6 6、线性检波电路、线性检波电路( (有源半波整波）有源半波整波）221efRRRCf7 7、正弦波发生器、正弦波发生器8 8、方波、三角波发生器、方波、三角波发生器RCRRf124 LM339内含有四比较器，内含有四比较器，LM311内含单比较器。两个内含单比较器。两个输

9、入端电压差别大于输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等用在弱信号检测等场合是比较理想的。场合是比较理想的。LM339的输出端相当于一只不接集电的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选一只电阻（称为上拉电阻，选315K）。）。 五、五、LM339电压比较器的应用电压比较器的应用1、单限比较器电路、单限比较器电路实例：过热检测保护电路实例：过热检测保护电路 迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。前面介迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。前面介绍的单限比较器，如果输入信号在门限值附近有微小的干扰，绍的单限比较器，如果输入信号在门限值