《广电和通信设备调试工技术》课件-23运算放大电路

运算放大电路5.1基本运算电路5.1.1比例运算电路5.1.2加减运算电路5.1.3微分与积分运算电路5.1.1比例运算电路一、反相比例运算电路虚断虚地为使两输入端对地直流电阻相等：R2=R1//Rf为深度电压并联负反馈，Auf=

Rf/R11输入电阻较小R

if=R1，输出电阻近似为02uIC=0

，对KCMR的要求低up=un=0虚地3特点平衡电阻RifR

if8uiR1uoRfiiuninifupR2ip二、同相比例运算电路跟随器当R1=

，Rf=0时，inupunip为深度电压串联负反馈，Auf=1+Rf/R11输入电阻大，R

if=；输出电阻→02uIC=ui，对KCMR的要求高，up=un=uI3特点Auf=15.1.2加减运算电路一、求和运算电路1.反相求和运算电路un电路点评反相求和运算电路调一路输入端电阻时并不影响其他路信号产生的输出值，调节方便，使用较多。若Rf=R1=R2

则uO=

(uI1+uI2)

R2//R3=R1//Rf若R2=R3=R1=Rf

，则

uO=uI1+uI2

2.同相求和运算电路up电路点评与反相求和运算电路比较，同相求和运算电路共模输入电压较高，调节不太方便，但其输入电阻大，常用于输入电阻较大的场合。R2//R3//R4=R1//Rf若R2=R3=R4，Rf=2R1

则

uO=uI1+uI2

up同相求和运算电路利用叠加定理ui2=0ui1使：ui1=0ui2使：一般R1=R

1；Rf=R

fuO=uO1+uO2

=Rf/R1(uI2

uI1)二、减法运算电路upun减法运算实际是差分电路例5.1.1

高输入电阻减法运算电路输入电阻无穷大输入电阻无穷大

例5.1.2

加减运算电路1.集成运放温度测量电路Rt为正温度系数传感器T=0℃时，uid=0，uo=0，指示0℃T=100℃时，uid=1.7V，uo=2V，指示100℃温度指示三、应用实例2.+1～—1可变增益放大电路用一个电位器可在+1～-1范围内平滑调节增益（a）α=0（b）α=0.5（c）α=13.仪用放大器高输入阻抗，高共模抑制比，调节R1，可方便改变增益同相输入同相输入差分输入uO1uO2为保证测量精度需元件对称性好u+=u-=usio=i1=us/R1特点：电压—电流转换器1输出电流与负载大小无关2电压源转换成为电流源讨论5.1.3微分与积分运算电路unR2=Rf虚地虚断RfC1=

—

时间常数例一、微分运算电路uItOuOtO二、积分运算电路=当uI=UI时，设uC(0)=0

时间常数

=

R1Cf积分电路输出电压：tuIOtuOO例：10k

10nF

时间常数

=

R1Cf=0.1ms设uC(0)=0=

5VuI/Vt/ms0.10.30.55

5uO/Vt/ms=5V5

5三、应用举例开关延迟电路电子开关当uO

6V时S闭合，tuOO6V1msuItO

3VtusO

3V例5.3集成运算放大器的频率特性5.3.1晶体管的高频特性5.3.2集成运放的频率特性及其高频参数5.3.3集成运放交流放大电路及其频率特性B

EBCrbb

rb

erb

c一、晶体管的高频等效电路5.3.1晶体管的高频特性因

值随频率升高而降低，高频下不能采用H参数等效电路。1.晶体管的混合型等效电路Cb

cCb

eCb

e

：不恒定，与工作状态有关Cb

c

：几pF，限制着放大器频带的展宽受控电流源•••三极管跨导低频电流放大系数••表示基极有效输入电压Ube对Ic的控制作用••BB

C••Erbb

rb

eCb

eCb

c•••••

与频率f的关系

=0.707

0

f

o0.707

of

1fTf

—共发射极截止频率fT

—

特征频率

=1可求得：同样可求得：可见：O二、晶体管的频率参数fL=0Aud一、集成运放的频率特性未加频率补偿加频率滞后补偿5.3.2集成运放的频率特性及其高频参数1、小信号频率参数f

/

Hz20lgAud(f)

/dBfHOfT（1）开环带宽BWBW=

f

H（2）

单位增益带宽BWGBWG=

f

T运放闭环工作时，

带宽增益积=Aud

fHfH为开环增益下降3dB时的频率通用型集成运放带宽较窄(几赫兹)fT为开环增益下降至0dB(即Aud=1)时的频率带宽增益积=1

f

T=

fT=BWG=Aud

f

H

BWG=AudBWf=0，使Auf=1，f↑，

Auf

降为0.707时的频率即为fT。BWG=AufBWf如741型运放:Aud

=104，BW=7Hz，Auf

=10，则BWf=7kHz0二、集成运放的高频参数2、大信号动态参数（1）转换速率SR输入输出

A741为0.5V/s高速型SR>10V/s否则将引起输出波形失真例如：则：须使：SR>2

fUom

A741，Uom=10V最高不失真频率为8kHz（2）全功率带宽BWP输出为最大峰值电压时不产生明显失真的最高工作频率3、高速宽带集成运放当

BWG>2MHz，BWP>20kHz，SR>6V/s选高速宽带运放5.3.3集成运放交流放大电路及其频率特性输入为差分电路，采用单电源时输入端静态电位不能为0；输出为OTL电路，静态输出电压为0.5VCC。为满足0输入时输入和输出端等电位，U+=U-

=UO=0.5VCC应使：交流通路Rf8uiR1uo通带内：

.8uiC1R1Rf+VCCuo+VCCC2RRC3一、单电源反相交流放大电路例5.3.2根据元件参数求电路的fL，当运放BWG=1MHz,求电路的fH。10

F10

k

10

F100

k

1

k

C38uiC1R1Rf+VCCuo+VCCC2RR单电源10k

100k

交流通路0.5VCC0.5VCC二、单电源同相交流放大电路

8R1RfR4C38uiC1R1Rf+VCCuo+VCCC2RRR4汇集放大的功能：要求：(1)各信号源间互不影响；(2)汇集后信号间互不调制，以免出现新频率的信号。

反相输入加法电路能较好地实现低频信号的汇集放大。R1=R2=R3因为：集成运放开环增益很高，在闭环增益很小时，很深的电压并联负反馈，使反相端的闭环输入电阻近似为0，各信号源间互不影响。三、应用实例8ui1R1R4+VCCuoR5ui2ui3–VEER2R3R

集成运放使用知识一、集成运放类型及选择1、集成运放的类型2、集成运放的选择按制造工艺材料分双极性、CMOS、BIFET兼容型按功能分

通用性、专用型（高阻、低漂、高速、宽带、低耗、低噪、高精度等）尽量选用通用型器件，对于低频、输入幅度在数mv以上，信号源内阻及负载电阻适中，一般采用通用型；1大对于内阻很高的信号源应选用高阻型；2对于微弱信号放大，选用高精度低漂型；3工作频率比较高应采用宽带型；4输出幅度大、变化速率高，应采用高速型；5二、集成运放使用注意事项查阅手册了解引脚的排列及功能；检查接线有否错误或虚连，输出端不能与地、电源短路；输入信号应远小于UIdM和UICM，以防阻塞或损坏器件；电源不能接反或过高，拔器件时必须断电；输入端外接直流电阻要相等，小信号高精度直流放大需调零；为了防止公共电源来的低频和高频干扰，同时也防止本身对外界信号的干扰，集成运放电源端加接电源去耦合电容。