第9章 集成运算放大电路

1、（第四版）（第四版）2集成运算放大器第9章主要主要内容内容3【案例】 霍尔计数器第9章1.电路及工作过程电路及工作过程钢球钢球绝缘板绝缘板磁铁磁铁霍尔开关传感器霍尔开关传感器NS工作示意图工作示意图电路图电路图22F12V2.1k470k470k11k1k10kSC1R1R2R3R4R5RL计计数数器器SL35015VAA741VT4第9章2.电路元器件电路元器件霍尔开关霍尔开关SL3501SL3501一个一个A741A741型放大器一个型放大器一个2N58122N5812型三极管一个型三极管一个74LS16074LS160计数器一个计数器一个470k470k电阻二个电阻二个电阻电阻10k10

2、k、11k11k、2.1k2.1k、1k1k电阻各一个电阻各一个22F/18V22F/18V电解电容一个电解电容一个5V5V直流电源、直流电源、12V12V直流电源直流电源【案例】 电子助记器电路5第9章3.案例实施案例实施按电路图接好电路后，用一小钢球在霍尔传感器前移动，移动一次，三极管通断一次，按电路图接好电路后，用一小钢球在霍尔传感器前移动，移动一次，三极管通断一次，计数器接收一个脉冲信号，如果需要将移动次数显示出来计数器接收一个脉冲信号，如果需要将移动次数显示出来 ，需另设计显示部分电路。，需另设计显示部分电路。 【案例】 电子助记器电路6第9章4.案例思考案例思考？如果在如果在VTV

3、T三极管集电集接一发光二极管，是否可以观察到放大器对传感器输出微小电信三极管集电集接一发光二极管，是否可以观察到放大器对传感器输出微小电信号的放大作用？号的放大作用？ 【案例】 电子助记器电路72i1iiuuuo2o1ouuu电路输入电压电路输入电压电路输出电压电路输出电压 RC1VT1 RC2 RE2VT2ui1uouo2ui2uo1UCCUEE9.1 差动放大电路 第9章差动放大电路差动放大电路 8当两输入端加的信号大小相等、极性相反，输入信号为当两输入端加的信号大小相等、极性相反，输入信号为 。ii121uuii221uu i1do1uAuidi2i1do2o1o)(uAuuAuuuio

4、duuA 差模电压放大倍数差模电压放大倍数 输出电压为输出电压为 i2do2 uAu9.1 差动放大电路 第9章差动放大电路差动放大电路 9 当两输入端加的信号大小相等、极性相同，输入信号为当两输入端加的信号大小相等、极性相同，输入信号为 ii2i1uuu输出电压为输出电压为iuo2o1uAuu0o2o1ouuu共模电压放大倍数共模电压放大倍数 0iocuuA共模抑制比共模抑制比 cdCMRlg20AAK越大，表示电越大，表示电路放大差模信路放大差模信号和抑制共模号和抑制共模信号的能力越信号的能力越强。强。9.1 差动放大电路 第9章差动放大电路差动放大电路 10输出端输出端中间级中间级输入级

5、输入级输出级输出级偏置电路偏置电路输入端输入端9.2 集成运算放大器简介第9章11l1.1.最大输出电压最大输出电压U UOPPOPPl2.2.开环电压放大倍数开环电压放大倍数A AuOuOl3.3.输入失调电压输入失调电压U UIOIOl5.5.差模输入电阻差模输入电阻r ri i和输出电阻和输出电阻r rO Ol6.6.共模抑制比共模抑制比K KCMRCMR l7.7.最大共模输入电压最大共模输入电压U UiCMiCMl4.4.输入失调电流输入失调电流 I IIOIO9.2 集成运算放大器简介第9章12理想放大器应满足下列条件理想放大器应满足下列条件9.2 集成运算放大器简介第9章理想集成

6、运算放大器符号理想集成运算放大器符号uouu +ii集成运算放大器的电压传输特性集成运算放大器的电压传输特性uouiUOMOUOM理想特性理想特性实际特性实际特性131.1.集成运算放大器同相输入端和反相输入端的电位相等（集成运算放大器同相输入端和反相输入端的电位相等（） u u u u2.2.集成运算放大器同相输入端和反相输入端的输入电流等于零（集成运算放大器同相输入端和反相输入端的输入电流等于零（） i i 09.2 集成运算放大器简介第9章141.1.反相比例运算电路反相比例运算电路 0uu_+ RFR1R2uiuoiiif+_+_0iiffiiiii得得 所以所以 F01iRuuRuu

7、即即 Fo1iRuRu静态平静态平衡电阻衡电阻 1FioufRRuuA 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章15得得2.同相比例运算电路同相比例运算电路iuuu0iiffiiiii由图可列出由图可列出 F010RuuRu得得 i1Fo1uRRu1Fiouf1RRuuAu uo o_+ RFR1R2uiiiif+_+_ 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章16131211fiiii0uu13Fi212Fi111FoRRuRRuRRu1131211RRRR)(i3i2i11FouuuRRuF1RR)(i3i2i1ouuuu由节点电流定律得由节点电流定律得整理得整理得当当 有有当当 有有

8、uo+ RFR13R2ui1i12if_+_i11i13R12R11ui2ui31.加法运算电路加法运算电路 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章17i3i2i1o45 . 02uuuu【例例】一个测量系统的输出电压和一些待测量一个测量系统的输出电压和一些待测量(经传感器变换为电压信号经传感器变换为电压信号)的关系为的关系为若取若取RF=100k，试用集成运放构成信号处理电路，求各电阻值。，试用集成运放构成信号处理电路，求各电阻值。 分析输入信号为加法关系，因此第一级采用分析输入信号为加法关系，因此第一级采用，输入信号与输出信号要求同相位，所以，输入信号与输出信号要求同相位，所以再加一级

9、再加一级。 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章18+ RFR13Rb1ui1i12_i11i13R12R11ui2ui3+ RFR21Rb2uo_+_13Fi212Fi111FoRRuRRuRRui3i2i1o45 . 02uuuu 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章19由由平衡电阻平衡电阻Rb1 = RF R11R12R 13=1005020025 =13k 平衡电阻平衡电阻RF=100kR12=200kR11=50kR13=25k第二级为反相电路第二级为反相电路Rb2= RF R21=100100 =50 k 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章13Fi212Fi11

10、1FoRRuRRuRRui3i2i1o45 . 02uuuu20i11F1Fooo1uRRuRRuuu i11Fi23231F1uRRuRRRRR21RR F3RR)(i1i21FouuRRu当当有有i2i1ouuu当当有有F1RR _+ RFR1R2ui1uoiiif+_+_+ui2R32.减法运算电路减法运算电路 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章21+ RCRuiuoiCiR_1.微分运算电路微分运算电路tuRCuddio0uuCRii 根据根据得得所以所以tuuCRuud)(dio即即9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章22tiCtiCuud1d1RCcotuRCtRuC

11、d1d1ii2.2.积分运算电路积分运算电路+ RCRuiuoiCiR_9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章23of11fuRRRu构成反馈支路构成反馈支路净输入信号减小净输入信号减小_+ RFR2R1uiuoii+_+_+uduf+_RL9.4 集成运算放大器的反馈分析第9章24fidiiiFoFofRuRuui反馈支路反馈支路净输入信号减小净输入信号减小+ RFR2R1uiuoii_+_RLidif9.4 集成运算放大器的反馈分析第9章25FofRiu反馈支路反馈支路净输入信号减小净输入信号减小+ RFR2uiuoio_+uduf+_RL9.4 集成运算放大器的反馈分析第9章26反馈

12、电路是由电阻反馈电路是由电阻R和和RF构成的构成的 FoFRfRRiRuifidiii净输入信号减小净输入信号减小+ RFR2R1uiuoii_RLidifioR9.4 集成运算放大器的反馈分析第9章27测量放大器测量放大器uo+ _A1+ _A2R2R3+ _A3ui1ui2uiuo1uo2R1R4R6R5R79.5 运算放大器的应用第9章28i112o121uRRui212i213o22121uRRuRRui12i2i112o2o121)(21uRRuuRRuu第一级的电压放大倍数为第一级的电压放大倍数为 12io2o121RRuuu54RR 76RR 46o2o1oRRuuu如果如果测量

13、放大器总的电压放大倍数为测量放大器总的电压放大倍数为 1246io2o1o2o1oiou21RRRRuuuuuuuuA9.5 运算放大器的应用第9章291.单值比较器单值比较器RiUu OMoUuRiUu OMoUu+ uiuo_URuouioUoMUoMUR9.5 运算放大器的应用第9章30+ R1R2uiuo_VDZR3反相输入过零限幅比较器反相输入过零限幅比较器+ R1R2uiuo_VDZ同相输入过零限幅比较器同相输入过零限幅比较器9.5 运算放大器的应用第9章312.滞回比较器滞回比较器21oM2R1TRRURURU21oM2R1TRRURURU回差电压回差电压 HUTUTU=+ uIRR2uiuo_URuuuouioUoMUoMUTUT两个阈值电压分别为两个阈值电压分别为 越大，抗干扰能力越强。越大，抗干扰能力越强。9.5 运算放大器的应用第9章321.消振消振通常的方法是通常的方法是，用它来破坏产生自激振荡的条件。，用它来破坏产生自激振荡的条件。是否已消振，可将输入端接地，用示波是否已消振，可将输入端接地，用示波器观察输出端有无自激振荡。目前很多器观察输出端有无自激振荡。目前很多运算放大器内部已有消振元件，无须外运算放大器内部已有消振元件，