第二章 集成运算放大器线性应用基础

第二章集成运算放大器的线性应用基础集成运算放大器线性、非线性应用集成运算放大器模型、电压传输特性集成运算放大器非理想特性对实际应用限制2.1集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性2.1.1集成运算放大器的符号（a）双电源供电单数出（b）单电源供电单数出（c）双电源供电双数出2.1.2集成运算放大器模型集成运算放大器模型理想集成运算放大器模型2.1.3集成运算放大器的电压传输特性若输入差模电压反向Uid=Ui--Ui+2.2扩展线性放大范围

---引入深度负反馈（a)反向输入组态（b)同向输入组态2.3由集成运放构成的基本运算电路2.3.1比例运算放大器1.同相比例运算放大器【例2.3.1】彰显电压跟随器的隔离(缓冲)作用。有一内阻Rs

=100k的信号源，为一个负载(RL

=1k)

提供电流和电压。一种方案是将它们直接相连(如图(a)所示)；另一种方案是在信号源与负载之间插入一级电压跟随器(如图(b)所示)。试分析两种方案负载RL

所得到的电压uL

和电流iL

。2.反相比例运算放大器【例2.3.3】电路如图所示，试问(1)运放A1、A2的功能各是什么？(2)求输出电压Uo与输入电压Ui的关系式，即总增益Auf=Uo/Ui的表达式。【例2.3.4】有一运放组成的反相比例放大器，如右图所示，电源电压UCC

=|

UEE

|=12V，求输入信号分别为ui1

=1sint(V)和ui2

=2sint(V)时的输出波形图。2.3.2相加器1.反相相加器【例2.3.5】试设计一个相加器，完成uo

=-(2ui1+3ui2)的运算，并要求对ui1、ui2的输入电阻均大于等于100k。2.同相相加器2.3.3相减器【例2.3.6】利用相减器电路可以构成“称重放大器”。试问，输出电压uo与重量(体现在Rx变化上)有何关系。2.3.4积分器差动积分器【例2.3.7】电路如右图所示，当t=

t1(1s)时，开关S接a点；当t=t1(1s)~t2(3s)时，开关S接b点；而当t>t2(3s)时，开关S接c点。已知运算放大器电源电压

15V，初始电压uC(0)=0，试画出输出电压uo(t)的波形图。2.3.5微分器利用积分器和相加器求解微分方程2.3.6电压-电流变换V/I和电流-电压变换I/V1电压-电流变换V/I2电流-电压变换I/V例2.3.8设计精密直流电压测量电路如果R1=100K，表头最大量程100微安，输入电压的最大值是多少？例2.3.9仪用放大器又称数据放大器，如下图。调节RG，即可调节总增量，若R2=R3=10K，R1=100K，要求总增益1000、100、10、1，设计该电路2.4由集成运放用于信号处理—有源RC滤波器2.4.1理想滤波器特性及其逼近表7–1二阶滤波器的标准传递函数,零、极点分布以及幅频特性示意图2.4.2常用的一阶、二阶有源RC滤波器1一阶有源RC滤波器Uo2运放作为有限增益放大器的二阶有源滤波器电路令Y1=Y3=，Y2=Y4=sC,构成二阶低通滤波器其中：则构成带通滤波器设计二阶RC有源滤波器，要求：低频增益A（0）=2，Q=1，f0=1kHz3运放作为无限增益放大器的多重反馈有源滤波器令Y1=1/R1，Y2=1/R2，Y3=sC3，Y4=sC4,Y5=1/R5构成带通滤波器令C3=C4=C，其传递函数为与表带通滤波器的标准传递函数设计二阶RC有源带通滤波器，要求：低频增益A（ω0）=-1，Q=8，f0=1kHz用一个低通滤波器与一个高通滤波器级联，可否构成带通滤波器?低通的截止频率和高通的截止频率应该如何选择和设置?4有源带阻滤波器1〉用低通和高通并联组成带阻滤波器2〉用带通和相加器组成带阻滤波器5全通滤波器---移相器6由积分器和相加器构成的二阶有源滤波器

----状态变量滤波器7模拟电感电路

频变负阻电路2.5集