第3章集成运算放大器

第3章集成运算放大器及其应用第3章集成运算放大器第1节 集成运算放大器简介第2节 集成运算放大器在信号运算电路中的应用第3节 集成运算放大器电路中的负反馈第4节 集成运算放大器在信号处理电路中的应用第5节 集成运算放大器在波形产生电路中的应用第6节 集成运算放大器的使用第7节 集成运算电路的Multisim仿真第3章重点理想运算放大器的特点运算放大器的运算功能负反馈的概念、负反馈类型的判断、负反馈对放大器性能的影响比较器正弦波振荡器第1节集成运算放大器简介输出级输入级中间级

u－反相输入端

u＋同相输入端一、集成运算放大器的组成uo-UEE+UCCT3T4T5T1T2IS理想运放：

Rid

=

KCMRR

=

Ro

=

0Ad=

二、运放的特点和符号_++u+u-uo

Rid很高:>106KCMRR很大

Ro

很小：几~几十

Ad很大:104~107运放符号：－＋＋

u－

u+

uoAu

uo=Ad(u+-u-)线性区Ad很大，运放的线性范围ε很小，必须加负反馈才能使其工作于线性区uiuo+UOM-UOM三、运放的电压传输特性四、运放的两个重要分析方法饱和区Uo=±UoM☆虚断☆虚短同相和反相输入两端间可视为断开同相和反相输入端间可视为短路（电压）思考题1、理想运算放大器的特点是什么？2、什么是虚断和虚短？应用时，有什么条件？习题：P第2节集成运算放大器在信号运算电路中的应用理想运放：Rid=KCMRR

=Ro=0Ad=_++u+u-u0理想运放、虚短、虚断的概念☆虚断☆虚短同相和反相输入两端间可视为断开同相和反相输入端间可视为短路（电压）一、基本运算电路_++RfR1R2uiuoiiif反相器1.反相比例放大器及反向器虚短虚断取则平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等。_++RfR1R2uiuo平衡电阻R2作用_++RfR1R2uiuoifi12.同相比例放大器及电压跟随器虚短虚断变形RfR1R2uiuoR3电压跟随器_++R1R2uiuoRf_++R2uiuo_++uiuouo_++RfR1R2ui2RPui1i1i2if3.加法器虚短虚断取则此电路如果以u+为输入，则输出为：同相求和运算RRf++ui1uoR1R2ui2-叠加原理取则_++RfR1R2ui2uoR3ui1叠加原理4.减法器取则取则i1ifui-++RRPCuo=RC——积分时间常数5.积分器ui－++uoRR2i1ifC

=RC——微分时间常数6.微分器若输入：则：tuo0tui0uoR/2R/2++ARR-++A-+ARRR1ui1ui2uo1uo2ab+例：图示电路，证明：二、集成运放组合电路分析举例++A_+ARRR1ui1ui2uAuBab+迭加求解法根据电路的对称性ui1单独作用ui2单独作用uoR/2R/2++ARRuAuBuA单独作用uB单独作用ui>0时：ui<0时：_+AuoR1RF1RF2Dui+例：图示电路，计算uo。P73：例3-2、3-3、

3-4、3-5第3节集成运算放大器电路中的负反馈放大电路输出量（电压或电流）的一部分或者全部通过反馈电路送回到输入端，就称为反馈负反馈框图：若反馈信号削弱了输入信号，就称为负反馈+一、反馈基本概念负反馈电路的三个环节：放大反馈基本放大电路反馈网络

+–迭加开环/闭环放大电路若反馈信号增强了输入信号，就称为正反馈负反馈框图基本放大电路反馈网络

+–开环放大倍数闭环放大倍数反馈深度交流反馈直流反馈二、反馈类型判别正反馈负反馈电流反馈电压反馈并联反馈串联反馈1.有反馈和无反馈的判别++uiuoUZuiuo2.正反馈和负反馈的判别单运放电路中，输出被送到反相输入端——负反馈 被送到同相输入端——正反馈_++ui2uoui1－++uoRR2R1ui3.交流反馈和直流反馈的判别基本放大电路输出端的信号引回到输入端是交流还是直流。（可交直流）CERL+++电压反馈：反馈信号正比uo，令RL=0反馈不存在电流反馈:反馈信号正比io，令RL=0反馈存在电压电流4.电压/电流反馈的判别串联并联5.串联和并联反馈的判别三、负反馈组态并联反馈反馈不存在，是电压反馈例3.4.9输出送到运放反向输入端，是负反馈C隔直通交，是交流反馈交流电压并联负反馈_++uiuoRLR1R2CRf电压（电流）串联（并联）负反馈串联反馈反馈存在，是电流反馈例3.4.10输出送到运放反向输入端，是负反馈交直流反馈交直流电流串联负反馈uo+-+RLRsusR1四、负反馈对放大电路性能的改善1.提高放大倍数的稳定性负反馈使放大倍数下降在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。反馈深度深度负反馈时2.改变输入、输出电阻串联反馈输入电阻并联反馈输入电阻电流反馈输出电阻电压反馈输出电阻3.展宽频带fAAf0.707AM0.707AfM4.减小波形失真uiuo加反馈前ufuiuduo加反馈后开环，饱和区 u+>u-

uo=+UoM

u+<u-

uo=-UoM

++uouiURuoui0+UoM-UoMUR１．电压比较器第4节集成运算放大器在信号处理电路中的应用++uouituituo+UoM-UoM例：过零比较器：利用电压比较器将正弦波变为方波。uoui0+UZ+0.7-UZ-0.7稳定输出电压++uiuoUZ2．迟滞电压比较器/施密特触发器分析：1、因为有正反馈，所以输出饱和。2、当uo正饱和时：3、当uo负饱和时：－++uoRR2R1uiURUTH——上限阀值电压UTL——下限阀值电压4、回差电压：传输特性UTH-UTL称为回差电压抗干扰能力:小于回差电压的干扰不会引起跳转UTHUTL下门限电压上门限电压uoui0UoM-UoMtuiUTHUTLtuoUoM-UoM输入正弦波的情况理想滤波器

３．有源滤波器f低通高通f带阻f带通f一阶无源低通滤波器010.7070截止频率此电路的缺点：1、带负载能力差。2、无放大作用。3、特性不理想，边沿不陡。RCR低频截止频率一阶有源低通滤波器此电路改进：1、带负载能力增强。2、有放大作用。3、特性不理想，但边沿变陡。0RR1RfC+-+低频截止频率思考题1、工作在线性放大区的运算放大器电路有什么共同点？2、为什么在分析运算电路时可用叠加定理？3、电压比较器是运算放大器的非线性应用？比较器有什么用途？4、5、什么是有源滤波？一、正弦波振荡器如果：去掉仍有信号输出反馈信号代替了放大电路的输入信号第5节集成运算放大器在波形产生电路中的应用1.振荡器框图及振荡条件原理基本放大电路反馈网络

++基本放大电路反馈网络

自激振荡条件的推导：自激振荡的条件：基本放大电路反馈网络

（1）幅度平衡条件：（2）相位平衡条件：n=0,1,2,3,…2.文氏桥式正弦波振荡器uiufuo_++R2RCRCR1基本放大电路反馈网络

RCRC+90–90在

处振荡频率思考题1、什么叫负反馈？负反馈对放大器的性能有何影响？2、负反馈有哪些类型？3、正反馈有什么作用？4、自激振荡的条件是什么？5、举例说明，生活中正反馈和负反馈。6、在正弦波发生器中为什么要有负反馈？第6节集成运算放大器使用注意问题一、集成运放的类型选择通用型二、使用中应注意的几个问题1、消振+-+7236-++54F004+15V-15V+-+7236-++54F007+15V-15V110K2、调零专用型：高精度型、

高阻型、

低功耗型、高速型、

高压型、

大功