集成运算放大器在信号处理方面的应用

《模拟电路》精品课程课件第7章集成运算放大器在信号处理方面的应用§7.1有源滤波电路§7.2集成运放在使用中的一些问题§7.1有源滤波电路学习目标：1.熟悉有源滤波器类型、用途、工作原理和输出与输入的关系

2.集成运放在使用中的一些问题

学习重点：有源滤波器的分析

第7章集成运算放大器在信号处理方面的应用§7.1有源滤波电路一、基本概念1.滤波器：选出所需要的频率范围内的信号，使其顺利过；而对于频率超出此范围的信号，使其不易通过。不同的滤波器具有不同的频率特性，大致可分为低通、高通、带通和带阻四种。2.无源滤波器：仅由无源元件R、C构成的滤波器。无源滤波器的带负载能力较差，这是因为无源滤波器与负载间没有隔离，当在输出端接上负载时，负载也将成为滤波器的一部分，这必然导致滤波器频率特性的改变。此外，由于无源滤波器仅由无源元件构成，无放大能力，所以对输入信号总是衰减的。3.有源滤波器：由无源元件R、C和放大电路构成的滤波器。放大电路广泛采用带有深度负反馈的集成运算放大器。由于集成运算放大器具有高输入阻抗、低输出阻抗的特性，使滤波器输出和输入间有良好的隔离，便于级联，以构成滤波特性好或频率特性有特殊要求的滤波器。二、一阶低通滤波电路（LPF）

§7.1有源滤波电路§7.1有源滤波电路式中为通频带放大倍数，称为截止角频率。电压放大倍数的幅频特性为：截止角频率：三、二阶低通滤波电路§7.1有源滤波电路

一阶有源低通滤波器的幅频特性与理想特性相差较大，滤波效果不够理想，采用二阶或高阶有源滤波器可明显改善滤波效果。图示为用二级RC低通滤波电路串联后接入集成运算放大器构成的二阶低通有源滤波器及其幅频特性。二阶低通有源滤波器及其幅频特性高通滤波器和低通滤波器一样，有一阶和高阶滤波器。将低通滤波器中的电阻R和电容C对调即成为高通滤波器。返回§7.2集成运放在使用中的一些问题学习目标：1.了解集成运放注意的问题

2.熟悉调试过程中应注意到的问题学习重点：1.掌握集成运放的消振和调零

2.熟悉集成运放外接电阻的选取第7章集成运算放大器在信号处理方面的应用一、合理选用集成运放型号§7.2集成运放在使用中的一些问题根据使用性能选用，选型时除了满足主要技术性能以外，还应考虑必要的经济性。一般指标性能高的运放，价格也相应较高。故无特殊要求的场合，可选用通用型、多运放型运放。

二、在使用集成运放时应了解引脚的功能目前运放类型很多，而每一种集成运放的管脚数，每一管脚的功能和作用均不相同。因此在使用前必须充分查阅该型号器件的资料，以了解其指标参数和使用方法。

三、集成运放的消振和调零§7.2集成运放在使用中的一些问题1.关于自激振荡的消除目前大多数集成运放内部电路已设置消振措施的补偿网络。但还有一些运放还需外接消振的补偿网络消振后，才能使用。2.电路的调零集成运放电路在使用时，要求零输入时为零输出。为此除了要求运放的同相和反相两输入端的外接直流通路等效电阻保持平衡之外，还再采用调零电位器进行调节。§7.2集成运放在使用中的一些问题四、集成运放的保护措施1.电源端保护为了防止电源极性接反，引起器件损坏，可利用二极管的单向导电性，在电源连接线中串接二极管来实现保护。集成运放由于电源电压极性接反或电源电压突变、输入信号电压过大、输出端负载短路、过载或碰到外部高压造成电流过大等，都能引起器件损坏。因此，必须在电路中加保护措施。2.输入保护当运放的差模或共模输入信号电压过大时，会引起运放输入级的损坏。另外，当运放受到强的干扰信号或同相输入电路应用时，会产生自锁现象，为此，可在运放输入端加限幅保护。§7.2集成运放在使用中的一些问题3.输出保护

一般对输出端为防止触及外部高压引起过流或击穿的保护，可在输出端采用稳压管限幅保护电路。集成运放的输出端是绝对不允许短路，否则使器件损坏。五、输出电流及输出功率的扩展

为了获得较大的输出电流或输出功率，除了采用大电流、大功率的专用型运放以外，对一般运放在输出端外接BJT组成的电压跟随器或外接互补型功率放大电路。六、集成运放电路在调试过程应注意的问题

在调试过程中处理不当，极易损坏运放器件，下列问题应引起注意。

§7.2集成运放在使用中的一些问题1.电极接地端子应有良好接地在采用稳压电源电压调试时，由于一组直流电源有+、-、⊥三个接线端子，当采用正电源时，若将“-”和“⊥”端子相连作为负端，则接地端与机壳相连，如与大地接触不良，将会引入较大交流电压干扰，使运放损坏。因此，可将接地端子脱开，将“-”端连于电路“⊥”端，避免器件损坏。2.应在切断电源情况下更换元器件在运放接通电源时，更换元器件，易使运放器件工作不正常而损坏。3.在加信号前应先进行消振和调零。若器件内部有偿网络，不需再消振。4.当输出端信号出现干扰时，应采用抗干扰措施或加有源滤波消除。返回小结1.理想滤波器的基本概念以及原理。2.一阶低通滤波器电路的基本结构以及特性，二阶低通滤波电路的基本结构和特性。第7章集成运算放大器在信号处理方面的应用3.集成运放注意的问题，集成运放的消振和调零。4.集成运放的保护措施。5.集成运放电路外接电阻的选取以及调试过程中应注意到的问题。思考题2.