第9章-集成运算放大器

电工电子技术基础（第五版）“十二五”职业教育国家规划教材经全国职业教育教材审定委员会审定集成运算放大器第9章主要内容案例霍尔计数器9.1集成运算放大器简介9.2集成运算放大器的基本运算电路9.3运算放大电路的反馈分析9.4运算放大器的应用9.5集成运放构成的信号发生器【案例】霍尔计数器第9章1.电路及工作过程钢球绝缘板磁铁霍尔开关传感器NS工作示意图电路图22μF＋12V2.1kΩ470kΩ470kΩ11kΩ1kΩ10kΩSC1R1R2R3R4R5RL计数器SL3501＋5VAμA741VT第9章2.电路元器件霍尔开关SL3501一个μA741型放大器一个2N5812型三极管一个74LS160计数器一个470kΩ电阻二个电阻10kΩ、11kΩ、2.1kΩ、1kΩ电阻各一个22μF/18V电解电容一个5V直流电源、12V直流电源【案例】电子助记器电路第9章3.案例实施按电路图接好电路后，用一小钢球在霍尔传感器前移动，移动一次，三极管通断一次，计数器接收一个脉冲信号，如果需要将移动次数显示出来，需另设计显示部分电路。【案例】电子助记器电路第9章4.案例思考？如果在VT三极管集电集接一发光二极管，是否可以观察到放大器对传感器输出微小电信号的放大作用？【案例】电子助记器电路电路输入电压电路输出电压

RC1VT1

RC2

RE2VT2＋－－ui1uo＋uo2＋－＋－ui2－uo1＋＋UCC－UEE9.1差动放大电路第9章差动放大电路当两输入端加的信号大小相等、极性相反，输入信号为差模信号。差模电压放大倍数输出电压为9.1差动放大电路第9章差动放大电路当两输入端加的信号大小相等、极性相同，输入信号为共模信号。

输出电压为共模电压放大倍数共模抑制比越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号的能力越强。9.1差动放大电路第9章差动放大电路9.2.1集成运算放大器的基本组成输出端中间级输入级输出级偏置电路输入端9.2集成运算放大器简介第9章1.最大输出电压UOPP2.开环电压放大倍数AuO3.输入失调电压UIO5.差模输入电阻ri和输出电阻rO6.共模抑制比KCMR

7.最大共模输入电压UiCM4.输入失调电流IIO9.2.2集成运算放大器的基主要参数9.2集成运算放大器简介第9章开环电压放大倍数Auo→∞。开环差模输入电阻ri→∞。开环差模输出电阻ro→0。共模抑制比KCMR→∞。理想放大器应满足下列条件9.2.3集成运算放大器的符号9.2集成运算放大器简介第9章理想集成运算放大器符号uou－u＋

∞

－

＋Δ+i－i＋集成运算放大器的电压传输特性uoui＋UOMO－UOM理想特性实际特性理想集成运算放大器两个重要结论1.集成运算放大器同相输入端和反相输入端的电位相等（虚短）u＋≈u－2.集成运算放大器同相输入端和反相输入端的输入电流等于零（虚断）i＋≈i－≈09.2集成运算放大器简介第9章1.反相比例运算电路_++

RFR1R2uiuoiiif+_+_得所以即静态平衡电阻9.3.1比例运算电路

9.3集成运算放大器的基本运算电路第9章得2.同相比例运算电路由图可列出得uo_++

RFR1R2uiiiif+_+_9.3.1比例运算电路

9.3集成运算放大器的基本运算电路第9章由节点电流定律得整理得当有当有uo++

RFR13R2ui1i12if_+_i11i13R12R11ui2ui31.加法运算电路9.3.2加法与减法运算电路

9.3集成运算放大器的基本运算电路第9章【例】一个测量系统的输出电压和一些待测量(经传感器变换为电压信号)的关系为若取RF=100kΩ，试用集成运放构成信号处理电路，求各电阻值。

分析输入信号为加法关系，因此第一级采用加法电路，输入信号与输出信号要求同相位，所以再加一级反相器。

9.3.2加法与减法运算电路

9.3集成运算放大器的基本运算电路第9章++

RFR13Rb1ui1i12_i11i13R12R11ui2ui3++

RFR21Rb2uo_+_9.3.2加法与减法运算电路

9.3集成运算放大器的基本运算电路第9章由平衡电阻Rb1=RF∥R11∥R12∥R

13=100∥50∥200∥25=13kΩ平衡电阻RF=100kΩR12=200kΩR11=50kΩR13=25kΩ第二级为反相电路Rb2=RF∥R21=100∥100=50kΩ9.3.2加法与减法运算电路

9.3集成运算放大器的基本运算电路第9章当有当有_++

RFR1R2ui1uoiiif+_+__+ui2R32.减法运算电路9.3.2加法与减法运算电路

9.3集成运算放大器的基本运算电路第9章++

RCRuiuoiCiR_1.微分运算电路根据得所以即9.3.2微分运算电路和积分运算电路

9.3集成运算放大器的基本运算电路第9章2.积分运算电路++

RCRuiuoiCiR_9.3.2微分运算电路和积分运算电路

9.3集成运算放大器的基本运算电路第9章构成反馈支路净输入信号减小_++

RFR2R1uiuoii+_+__+uduf+_RL9.4.1电压串联负反馈9.4集成运算放大器的反馈分析第9章反馈支路净输入信号减小++

RFR2R1uiuoii_+_RLidif9.4.2电压并联负反馈9.4集成运算放大器的反馈分析第9章反馈支路净输入信号减小++

RFR2uiuoio__+uduf+_RL9.4.3电流串联负反馈9.4集成运算放大器的反馈分析第9章反馈电路是由电阻R和RF构成的

净输入信号减小++

RFR2R1uiuoii_RLidifioR9.4.4电流并联负反馈9.4集成运算放大器的反馈分析第9章测量放大器uo++

_A1++

_A2R2R3++

_A3ui1ui2uiuo1uo2R1R4R6R5R79.5.1集成运放的线性应用9.5运算放大器的应用第9章第一级的电压放大倍数为如果测量放大器总的电压放大倍数为9.5.1集成运放的线性应用9.5运算放大器的应用第9章1.单值比较器++

uiuo_URuouio＋UoM－UoMUR9.5.2集成运放的非线性应用9.5运算放大器的应用第9章++

R1R2uiuo_VDZR3反相输入过零限幅比较器++

R1R2uiuo_VDZ同相输入过零限幅比较器9.5.2集成运放的非线性应用9.5运算放大器的应用第9章2.滞回比较器回差电压=－++

uIRR2uiuo_URu－u＋uouio＋UoM－UoMUT＋UT－两个阈值电压分别为越大，抗干扰能力越强。9.5.2集成运放的非线性应用9.5运算放大器的应用第9章1.消振通常的方法是外接RC消振电路或消振电容，用它来破坏产生自激振荡的条件。是否已消振，可将输入端接地，用示波器观察输出端有无自激振荡。目前很多运算放大器内部已有消振元件，无须外接。

9.5.3集成运放应用的一些实际问题9.5运算放大器的应用第9章2.电路的调零++

RF10kΩ＋UCCuo_+_10kΩu－u＋－UCC51kΩRP3.电源极性错接保护