运算放大器应用基础知识授课

1、运算放大器应用基础知识授课运算放大器应用基础知识授课第1页运算放大器应用基础知识 三极管三极管放大电路三极管分立放大电路组成集成运放内部电路集成运放集成运放组成放大电路集成运放组成应用产品运算放大器应用基础知识授课第2页学习任务布置1了解基础概念、查询其定义及计算公式百分比放大、同相放大、反相放大、加法电路、减法电路、积分电路、微分电路、转换电路、比较电路等2分析各类运放应用电路3测试基础运放应用电路基础参数运算放大器应用基础知识授课第3页教学过程设计运算放大器应用基础知识授课第4页学生学习参考资源列表学习参考图片1.放大电路类型图片;2.放大电路产品图片;3 放大电路应用系统图片与参考文件学

2、习参考网站1/深圳市创明达电子科技有限企业2/ 综合电子论坛3/ 电子开发网4/info/ 电子天下5/ 6/ 应用电子网7/ 中国电子制作8. /show.aspx?id=2220&cid=37电子DIY9. 各校精品课程网站运算放大器应用基础知识授课第5页学生学习参考资源列表学习参考书1. 邓木生、周红兵，模拟电子电路分析与应用，高等教育出版社，年11月出版。2. 吴志荣，电子技术与实践，高等教育出版社，年11月出版。3. 余红娟，电子技术基础技术技能，人民邮电出版社，4. 余红娟，电子电路分析与调试，人民邮电出版社，5. 胡宴如主编模拟电子技术，高等教育出版社，年出版。学习资料1. 放大

3、电路基础知识2. 三极管、集成运算放大器件手册与产品说明书动画与视频1. 放大电路内部工作机理2. 放大器调试视频3. 基础操作技能演示习题与试题1. 例题2. 作业3. 单元测试题运算放大器应用基础知识授课第6页老师讲课2课时:运算放大器应用基础知识 目录一、运放普及二、运放电路基础应用1. 集成运放理想特征2. 虚断与虚短概念3. 集成运放两种基础电路(1)反相百分比放大电路(2)同相百分比放大电路4. 运算电路(1)百分比运算5. 减法放大电路三、运放其它应用四、例题(仪表放大器)五、作业运算放大器应用基础知识授课第7页一、运放普及1.运算放大器是利用得非常广泛一个线性集成电路。而且种类

4、繁多，市场上不下五六百种。用于对各种小信号进行放大。 2. 带宽在5M以上有三百各种，最高已达300MHZ，转换速率在5V/us以上也不下几百种，最高达3000V/us 运算放大器应用基础知识授课第8页二.运放电路基础应用1.集成运放理想特征 反相输入端unup 同相输入端信号传输方向ui输出端理想运放开环电压放大倍数ouAO集成放符号、管脚运算放大器应用基础知识授课第9页二.运放电路基础应用1.集成运放理想特征理想化条件：开环电压放大倍数 Aod ;差模输入电阻 rid开环输出电阻 rod共模抑制比 KCMRR ;0 ; ;uuou上限截止频率fH。理想运放符号 运算放大器应用基础知识授课第

5、10页二.运放电路基础应2.虚断与虚短概念 集成运放电压、电流，以及“虚短”、“虚断”示意图（1）虚短：因为两输入端之间电压差为0，相当于两输入端短路，但又不是真正短路，故称为“虚短”。虚短实际上指是两输入端电压相同，也就是up=un。（2）虚断：因为ii=0，相当于两输入端开路，但又不是真正断开，故称为“虚断”。虚断表明两输入端没有电流。运算放大器应用基础知识授课第11页3.集成运放两种基础电路(1). 反相输入放大电路虚地点i1=if （虚断）因为有负反馈，利用虚短和虚断u+ =0 u=u+=0（虚地）反馈方式：电压并联负反馈电压放大倍数:运算放大器应用基础知识授课第12页3.集成运放两种

6、基础电路(1). 反相输入放大电路例题：例题. R1=10k , Rf=20k , ui =-1V。求:uo 、Ri。说明R作用， R应为多大？特点：共模输入电压=0（u=u+=0）缺点：输入电阻小（ Ri=R1） R为平衡电阻(使输入端对地静态电阻相等):R=R1/Rf运算放大器应用基础知识授课第13页3.集成运放两种基础电路(2). 同相输入放大电路u-= u+= uii1=if （虚断）平衡电阻R=Rf/R1因为有负反馈，利用虚短和虚断反馈方式：电压串联负反馈特点：输入电阻高缺点：共模输入电压0（u=u+=ui）电压放大倍数:运算放大器应用基础知识授课第14页3.集成运放两种基础电路(2

7、). 同相输入放大电路(跟随器)Auf=1此电路是同相百分比运算特殊情况，输入电阻大，输出电阻小。在电路中作用与分立元件射极输出器相同，不过电压跟随性能好,应用广泛。ui=u+= u-= uo因为有负反馈，利用虚短和虚断：运算放大器应用基础知识授课第15页3.集成运放两种基础电路(2). 同相输入放大电路(跟随器)Auf=1此电路是同相百分比运算特殊情况，输入电阻大，输出电阻小。在电路中作用与分立元件射极输出器相同，不过电压跟随性能好,应用广泛。ui=u+= u-= uo因为有负反馈，利用虚短和虚断：运算放大器应用基础知识授课第16页叠加原理 ui1作用 ui2作用 综合：则有：5.2.3 减

8、法运算电路运算放大器应用基础知识授课第17页5.3 电压比较器 将一个模拟电压信号与一参考电压相比较，输出一定高低电平。功效：组成：运放组成电路处于非线性状态，输出与输入关系uo=f(ui)是非线性函数。uoui0+UOM-UOM运算放大器应用基础知识授课第18页1. 运放工作在非线性状态判定：电路开环或引入正反馈。运放工作在非线性状态基础分析方法2. 运放工作在非线性状态分析方法： 若U+U- 则UO=+UOM； 若U+U- 则UO=-UOM。 虚断（运放输入端电流=0） 注意：此时不能用虚短！uoui0+UOM-UOM运算放大器应用基础知识授课第19页uoui0+UOM-UOM1. 过零比

9、较器: （门限电平=0）uoui0+UOM-UOM一.单门限电压比较器运算放大器应用基础知识授课第20页tuituo+Uom-Uom例题：利用电压比较器将正弦波变为方波。运算放大器应用基础知识授课第21页2. 单门限比较器（与参考电压比较）uoui0+Uom-UomUREFUREF为参考电压当ui UREF时 , uo = +Uom当ui UREF时 , uo = -Uom 运放处于开环状态运算放大器应用基础知识授课第22页uoui0+Uom-UomUREF当ui UREF时 , uo = -Uom 若ui从反相端输入运算放大器应用基础知识授课第23页uoui0+UZ-UZ（1）用稳压管稳定输

10、出电压忽略了UD3. 限幅电路使输出电压为一稳定确实定值当ui 0时 , uo = +UZ当ui 0时 , uo = -UZ当ui 0时 , uo = +UZ 运算放大器应用基础知识授课第25页二. 迟滞比较器1.工作原理两个门限电压。特点:电路中使用正反馈运放工作在非线性区。（1）当uo =+UZ时，（2）当uo =-UZ时，UT+称上门限电压UT-称下门限电压UT+- UT-称为回差电压运算放大器应用基础知识授课第26页迟滞比较器电压传输特征：uoui0+UZ-UZUT+UT-设ui , 当ui = UT+时, uo从+UZ -UZ运算放大器应用基础知识授课第27页例题：Rf=10k，R2

11、=10k ，UZ=6V， UREF=10V。当输入ui为如图所表示波形时，画 出输出uo波形。上下限：uoui08V3V传输特征+6V-6V运算放大器应用基础知识授课第28页3V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V3V传输特征+6V-6V运算放大器应用基础知识授课第29页5.4 集成运放应用常识5.4.1 运算放大器选择 运算放大器种类很多，在工作中需要按系统对电路要求进行选取。普通均选取通用型，其售价较低，且轻易购置。只有在有特殊需要时，才选取某种特殊型运放。但并不是价格贵就好，因为特殊型也只是某几个技术指标比较突出，不过这些指标是以牺性另一些指标为代价。 另外在选取时，需注意可靠性。假如

12、工作中经常有冲击电压或电流，则应选取有过载保护型，而且在容量方面要留有充分余地。运算放大器应用基础知识授课第30页5.4.2 运算放大器使用注意事项1. 引脚排列运算放大器应用基础知识授课第31页2. 零点调整零点调整常见方法是：将两输入端短路接地，利用外接调零电位器调整，使输出电压为0，详细调零方法可参阅相关说明书。运算放大器应用基础知识授课第32页3. 消除寄生振荡 集成运算放大器开环电压放大倍数很大，轻易引发振荡，寄生振荡频率在几十到几百kHz范围。为此，常要加阻容赔偿网络，详细参数和接法可查阅使用说明书。适当赔偿网络参数数值应经过试验确定。运算放大器应用基础知识授课第33页4. 保护电路（1）电源极性保护 电源极性保护 （2）输入保护： 输入保护电路 运算放大器应用基础知识授课第34页（3）输出保护 输出端过压保护电路运算放大器应用基础知识授课第3