集成运放及其基本应用

1、模拟电子技术基础，第2章集成运算放大器及其基本应用，第2章集成运算放大器及其基本应用，2.1放大概念和放大电路性能指标，2.2集成运算放大器电路，2.3由理想运算放大器组成的基本运算电路，2.4由理想运算放大器组成的电压比较器，2.1放大概念和放大电路性能指标，第一，放大概念，第二，放大电路性能指标，第一，放大概念， 放大的本质：能量控制，通过使用有源元件实现，至少一个DC电源是判断电路是否可以放大的基本出发点，放大的特点：功率放大，正弦波常用作测试信号，放大的对象：变化，放大的基本要求二，性能指标：研究的是动态性能。 放大系数：输出与输入的比值，电压放大系数是最常被研究和测试的参数，任何放大

2、电路都可以被视为信号的双端口网络。2.输入电阻和输出电阻，输出相当于一个具有内阻的电压源，而内阻就是输出电阻。输入电压与输入电流有效值的比值。从输入端看等效电阻，3。通带，4。最大不失真输出电压Uom:交流有效值。由于半导体元件的电容、电感和电容效应，当信号频率低和高时，放大器电路的电压放大系数降低，并且发生相移。测量放大电路对不同频率信号的适应性。5.最大输出功率和效率：功放电路的主要指标参数。放大器的FLl和fH是什么？2.2集成运算放大器电路，1。差分放大器电路的概念，2。集成运算放大器的符号和电压传输特性。理想运算放大器及其动态等效电路，1。差分放大器电路1的概念。共模信号和差模信号，

3、共模信号：如果差分放大器电路的两个输入端输入的信号在幅度和极性上相等，则称为共模信号。差模信号：如果差动放大电路的两个输入端输入的信号大小相等，极性相反，则称之为差模信号。差分放大器电路要求：放大差模信号和抑制共模信号。2.典型差分放大器电路的框图，该电路有两个输入端和两个输出端，并且不直接接地。这种电路形式称为双端输入和双端输出连接。(1)当施加差模信号时，差分放大器电路的输入电路和输出电路对称，因此输入电路和输出电路的中点电位不变，即动态电位为0，称为“地”。当共模信号相加时，差分放大器电路具有理想的对称性，温度变化引起的晶体管参数变化可以等效为共模信号输入。uI/2，3。差动放大电路的放

4、大系数、差模放大系数、共模放大系数和共模抑制比越大，绝对值越小，绝对值越好。为了全面考察差分放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力，引入了参数共模抑制比。4.差动放大电路有四种连接方式。在实际应用中，由于有一个接地端以避免对输入信号源的干扰，并且为了负载安全经常需要一个接地端，因此差分放大器电路有四种连接方式，即双端输入和双端输出、双端输入和单端输出以及单端输入和单端输出。双端输入，单端输出电路单端输入，双端输出电路；其次，集成运算放大器的符号和电压传输特性被集成，并且集成运算放大器电路以原始信号操作命名。高性能：大输入电阻、小输出电阻、大差模放大系数、小共模a，1。符号，相同极性，相同极性

5、，2。电压传输特性：输出电压和输入电压之间的函数关系，线性区域，非线性区域，输出为高电平单位或低电平单位。如果UOM=14V，Aod=105，在保证集成运算放大器工作的线性范围内，输入信号的范围是多少？3.理想运算放大器及其动态等效电路。理想运算放大器的参数为：差模输入电阻rid、输出电阻ro 0、开环差模增益Aod 0和共模抑制比KCMR 0。4.理想运算放大器的两个工作区域的特性。理想运算放大器的线性工作区域，有限值，无穷大。为了保证理想的运算放大器在线性区域工作，必须引入负反馈。无源网络，反馈：放大器电路的输出以某种方式被引回到输入环路，以影响输入量，这称为反馈。正反馈：如果反馈的结果增

6、加了输出的变化，则称为正反馈；如果反馈的结果减少了输出的变化，这就叫做负反馈。uO uN uO，(1)电路结构，(2)工作在线性区域的特性，因为uO是一个有限值，Aod，即净输入电压uPuN0，也就是说，因为净输入电压为零，输入电阻无穷大，所以两个输入端的输入电流也为零，也就是说，“虚短路”和“虚断路”是线性区域的集成运算放大器。为了保证理想的运算放大器工作在非线性区域，有必要引入正反馈或开环工作。(1)电路结构和(2)工作在非线性区域的特性。“虚中断”是分析工作在非线性区域的集成运算放大器应用电路的基本出发点。但是“虚拟卖空”不再适用。输出为高电平单位或低电平单位，2.3由理想运算放大器组成

7、的基本运算电路，1。概述，2。比例运算电路，3。加减运算电路，4。积分运算电路和微分运算电路，1。概述(操作电路必须在线性区域工作)1。研究问题，(1)运算关系：运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果，(2)描述方法：运算关系uOf (uI) (3)分析方法：“虚拟短路”和“虚拟断路”是基本出发点。(1)识别电路；(2)掌握输出电压和输入电压之间运算关系的求解方法。2.学习算术电路的基本要求。2.比例运算电路。电路的输入电阻是多少？2)运算放大器的共模输入电压是多少？3) R？为什么？iN=iP=0，uN=uP=0虚拟接地，节点n:1。反相输入，R=RRf，4)如果Ri100k，比例因子为

8、10，R？射频？以确保输入级的对称性，Au，5)如果反相输入比例运算电路用作放大电路，Au=？2.同相输入，输入电阻是多少？阻力r？为什么？3)如果要使用同相输入比例运算电路作为放大电路，Au=？集成运算放大器的共模输入，带同相输入的比例运算电路的特殊情况：电压跟随器，3。加法和减法电路，方法1:节点电流方法，1。倒数求和，1。逆求和，方法2:首先利用叠加原理求解每个输入信号单独作用时的输出电压，然后将所有结果相加，得到所有输入信号同时作用时的输出电压。2。设R1R2R3 R4射频同相求和，用叠加原理求解：设uI2=uI3=0，当uI1单独作用时，求出输出电压。在求解运算电路时，应选择合适的方

9、法，使运算结果简单易计算。以相同的方式，当uI2和uI3单独作用时，uO2和uO3具有与uO1相同的形式，并且uO1 uO2 uO3。物理意义清晰，计算麻烦！2。同相求和R1 R2 R3 R4射频，与反求和运算电路的结果相差一个负号，有必要吗？3。加减运算利用加法运算电路的分析结果，让R1 R2 Rf R3 R4 R5实现差分放大电路。积分运算电路和微分运算电路，1。积分运算电路，移相，利用积分运算的基本关系实现不同的功能，1)输入为阶跃信号时输出电压波形？2)输入为方波时输出电压波形？3)当输入为正弦波时，输出电压波形？线性积分，波形变换，2。差分运算电路，虚拟地，讨论1:电路如图所示，讨论

10、2:由理想运算放大器组成的电压比较器，1:概述，2:单限值比较器，3:迟滞比较器，1:概述，1:电压比较器的功能：比较电压。输入电压是模拟信号；输出电压代表比较的结果，只有高电平和低电平两种情况，它们是二进制信号。使输出跳变的输入电压称为阈值电压。广泛用于各种报警电路。2。电压比较器：电压传输特性UoF(UiI)的描述方法，电压传输特性的三个要素：(1)输出高电平UOH和输出低电平UOL (2)阈值电压UT (3)当输入电压超过阈值电压时输出电压跳变的方向，3。几个常用的电压比较器，(1)单限比较器：只有一个阈值电压，(2)。(2)迟滞比较器：具有迟滞特性的输入电压在不同方向上变化，阈值电压不

11、同，但输入电压的单调变化使输出电压只跳变一次。返回差分电压：4，集成运算放大器的非线性工作区域，电路特性：集成运算放大器处于开环或仅引入正反馈，理想运算放大器工作在非线性区域：1)当净输入电流为0.2时，向上un，当Uuom向上un，Uuom，无源网络，5。基本教学要求1)电路识别和选择；2)电压传输特性分析。第二，单限比较器，(1)UT0 (2)UOH计量单位，uol计量单位(3) uO计量单位，当用户界面为0时；UO计量单位，当uI 0时为1，1。过零比较器，2。通用单限比较器，2。通用单限比较器，作用于反相输入端，(1)写出uP和uN的表达式组成uP uN，求解的uI为ut；(2)根据集

12、成运算放大器或输出限幅电路的输出电压幅度，确定输出高低电平；(3)根据输入电压是作用在同相输入端还是反相输入端，确定输出电压的跳变方向。将在第三章3中描述。迟滞比较器，1。阈值电压，2。工作原理和电压传输特性，如果设置了uIUT，则uN uP，uO UOM。此时，向上单位增加用户界面，直到单位再次增加，并且单位从单位跳到单位。设置uI UT，然后uN uP，uOUOM。此时，向上单位减少用户界面，直到单位再次减少，并且单位从单位跳到单位。问题：uO=？当uI=0时？1。如果电压传递特性曲线左右移动，应该如何修改电路？讨论1:如何改变滞后比较器的电压传输特性；2.如果要在输入电压超过阈值电压时改变输出电压的跳变方向，如何修改电路？左边和右边多少钱？讨论2:从电压传输特性识别电路，画出波形，如图所示，知道每个电压比较器的电压传输特性，并说出它们是哪个电压比较器；输入电