模拟电子技术高职教程

书名：模拟电子技术与应用项目教程作者：王继辉ISBN：978-7-111-44950-8定价：28.00出版社：机械工业出版社层次：高职高专集成运算的应用模拟运算电路1模拟运算电路的测试2电压比较器3

3

4回顾：集成运放的两种工作状态1.运放的电压传输特性：设：电源电压±VCC=±10V。运放的Aod=104│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。Aod越大，线性区越小，当Aod→∞时，线性区→00uoui+10V-10V+Uom-Uom-1mV+1mV线性区非线性区非线性区+10V-10V+Uom-Uom0uoui

52.理想运算放大器：开环电压放大倍数Aod=∞差摸输入电阻Rid=∞输出电阻Ro=0为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：理想运放工作在线性区的条件：电路中有负反馈！运放工作在线性区的分析方法：虚短（u+=u-）虚断（ii+=ii-=0）3.线性区：

64.非线性区（正、负饱和状态）运放工作在非线性区的条件：电路开环工作或引入正反馈！运放工作在非线性区的分析方法在下一节讨论+10V-10V+Uom-Uom0uoui

7一、比例运算电路作用：将信号按比例放大。类型：同相比例放大和反相比例放大。电路结构：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样放大倍数与运放本身无关，只与反馈系数即外部元件有关。

8i1=i21）放大倍数虚短路虚断路1.反相比例运算电路结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。电压并联负反馈uo_+

+

RFR1RPuii1i2总电流反馈电流

92）电路的输入电阻Ri=R1平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。RP=R1

//R2uo_+

+

R2R1RPuii1i2为保证一定的输入电阻，当放大倍数大时，需增大R2，而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。

10电位为0，虚地输出电阻小；共模电压为0；“虚地”是反相输入的特点。_+

+

R2R1RPuii1i23）反馈方式电压并联负反馈输出电阻很小，输入电阻也不大。

111）共模输入电压为0，因此对运放的共模抑制比要求低。2）由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。接近恒压源。3）由于并联负反馈的作用，输入电阻小，因此从信号源取的电流较大。对信号源要求较高。5）在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。4）输入和输出反相。反相比例电路的特点：

122.同相比例运算电路_+

+

R2R1RPuiuou-=u+=ui反馈方式：电压串联负反馈，输入电阻高。虚短路虚断路结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。虚断路udiuf

133）共模输入电压为ui，因此对运放的共模抑制比要求高。1）由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。2）由于串联负反馈的作用，输入电阻大。4）输入与输出同相，放大倍数大于等于1。同相比例电路的特点：

14_+

+

uiuo此电路是电压串联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分立元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。3.电压跟随器

15二、反相求和运算电路R12_++

R2R11ui2uoRPui1

实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。

16i12iFi11R12_++

R2R11ui2uoRPui1可用叠加法求虚地

17三.减法运算电路_+

+

R2R1R1ui2uoR2ui1解出：叠加法_+

+

R2R1R1ui2uoR2ui1差动放大器放大了两个信号的差，可实现减法运算。该电路的特点是：由于采用双端差动输入，故具有高共模抑制比；但是由于有并联负反馈存在，故它的输入电阻不高。

18-RF1++ui1uo1R1ui2R2R3-RF2++uoR4ui3R5R6例1:求输入与输出关系

19_+

+

10k

20k

+5V5k

ui20k

uo1uo_+

+

20k

20k

10k

例2:写出输出电压表达式

201.它们都引入电压负反馈，因此输出电阻都比较小。2.关于输入电阻：反相输入的输入电阻小，同相输入的输入电阻高。3.同相输入的共模电压高，反相输入的共模电压小。比例运算电路与加减运算电路小结

21i1iFui-++RR2Cuo四.积分运算电路由于是反相积分故为负

22若输入方波，输出是三角波。tui0tuo0思考：如果输入是正弦波，输出波形怎样?也可以构作同相积分电路，则输出为正，输入与输出同相。

23五.微分运算电路u–=u+=0uit0t0uoui–++uoRR2i1iFC若输入：则：

24

25一.训练目的（1）研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法等基本运算电路的功能。（2）了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题二.仪器设备±12V直流电源1套函数信号发生器1台交流毫伏表1块直流电压表1块集成运算放大器μA741×1电阻器、电容器若干

26三.训练内容（1）反相比例运算电路1）按图连接电路，接通±12V电源进行调零。调零时，将输入端接地，调零端接入电位器RW，用直流电压表测量输出电压U0，细心调节RW，使U0为零（即失调电压为零）。

272）输入f＝100Hz，Ui＝0.5V的正弦交流信号，测量相应的UO，并用示波器观察uO和ui的相位关系，记录。Ui（V）U0（V）ui、uO波形AV实测值计算值

28（2）同相比例运算电路1)按图连接实验电路。实验步骤同内容1，将结果记录。Ui（V）U0（V）ui、uO波形AV实测值计算值

292）将上图中的R1断开，得下图所示电路重复内容1)。Ui（V）U0（V）ui、uO波形AV实测值计算值

30一、单值电压比较器++uouiUR-uoui0+Uom-UomUR当ui<UR时,uo=+Uom当ui>UR时,uo=-Uom

31++uoui特例：过零比较器(UR=0时)++uouiuoui0+UOM-UOM传输特性曲线ui>0则输出为正，反之为负。ui<0则输出为正，反之为负。uoui0+UOM-UOM

32++uouitui例：利用电压比较器将正弦波变为方波。uot+Uom-Uom方波与正弦波同相。问：若反相输入则如何？可实现过零检测

33二、滞回电压比较器特点：电路中使用正反馈。2.当uo正饱和时(uo=+UOm)：3.当uo负饱和时(uo=–UOm)：－++uoR1RFR2uiUR

34当ui增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom；当ui

减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom

。－++uoR1RFR2uiUR传输特性：uoui0Uom-Uom正程逆程分别称UTH1和UTH2上下门限电压。称(UTH1-UTH2)为回差。小于回差的干扰不会引起跳转。跳转时，正反馈加速跳转。

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