电工电子技术 教案 第5章 集成运算放大器及其应用

电工电子技术教案5第5章集成运算放大器及其应用集成运算放大器概述放大电路中的反馈基本运算电路电压比较器信号发生器5.1集成运算放大器概述运算放大器是具有很高的开环电压放大倍数的直接耦合的多级放大电路。集成运放将整个电路的各个元件做在一个半导体基片上。优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。一、集成运算放大器的组成集成运放的基本结构集成运算放大器的符号集成运算放大器主要参数1、最大输出电压UOPP集成运放工作在线性区的最大不失真输出电压。一般略小于电源电压。2、开环电压放大倍数Au0在没有外接反馈电路时所测出的差模电压放大倍数。3、差模输入电阻rid差模信号作用时集成运放的输入电阻。一般在1M以上4、开环输出电阻ro集成运放没有引入负反馈情况下的输出电阻。一般是几百欧姆。三、集成运算放大器电压传输特性传输特性是表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线。即uo=f(ui)四、理想运算放大器1.运算放大器理想化模型由于运放的开环电压放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其为理想运放。2.理想运算放大器的特性5.2放大电路中的反馈一、反馈的基本概念1.什么是反馈电子电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，用来影响输入量的措施称为反馈。2.反馈的分类（1）正反馈和负反馈若引回的信号削弱了输入信号,使净输入量减小—负反馈若引回的信号增强了输入信号,使净输入量增大—正反馈2）直流反馈和交流反馈直流通路中存在的反馈—直流反馈交流通路中存在的反馈—交流反馈（3）串联反馈和并联反馈反馈信号与输入信号串联，以电压方式相叠加—串联反馈反馈信号与输入信号并联，以电流方式相叠加—并联负反馈（4）电压反馈和电流反馈反馈信号取自输出电压，与输出电压成比例—电压反馈反馈信号取自输出电流，与输出电流成比例—电流反馈二、反馈的判断1.有无反馈判断—找联系找输出回路与输入回路的联系，若有则有反馈，否则无反馈反馈极性的判断—※瞬时极性法：“看反馈的结果”:即净输入量是被增大还是被减小。（1）.在放大电路的输入端，假设一个输入信号的电压瞬时极性，可用“+”或“-”；（2）.按信号传输方向经基本放大器反馈网络，判断相关点的瞬时极性,直至判断出反馈信号的瞬时极性；（3）如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。3.串联、并联反馈的判断—看输入端从放大电路的输入端看，如果反馈信号与输入信号接在放大电路的同一输入端上，反馈量与输入量以电流方式相叠加，则为并联反馈；如果反馈信号与输入信号分别接在放大电路的两个输入端上，以电压方式相叠加，则为串联反馈。4.电压、电流反馈的判断—看输出端（短路法）假设u0=0，看反馈是否还存在，若此时反馈不存在了，则是电压负反馈。否则，为电流反馈。反馈组态：三、负反馈放大电路的一般表达式四、负反馈对放大电路性能的影响1、稳定放大倍数2、展宽通频带3、减小非线形失真4、稳定输出电压或输出电流5、对输入、输出电阻的影响串联负反馈━闭环输入电阻rif增大并联负反馈━闭环输入电阻rif减小5.3基本运算电路一、比例运算电路1.反相比例运算电路2.同相比例运算电路二、加法运算电路三、减法运算电路四、积分运算电路五、微分运算电路六、运算电路应用实例5.4电压比较器集成运放的非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系uo=f(ui)不再是线性关系。处于非线性状态运放的特点1.虚短路不成立；2.输入电阻仍可以认为很大（即虚断仍存在）；3