电工电子技术应用 课件 项目六集成运算放大器分析与应用

电工电子技术应用项目六

集成运算放大器分析与应用学习任务一认识差动放大电路学习任务一认识差动放大电路1.直接耦合多级放大电路问题：零点漂移现象一、零点漂移输入ui=0时，，输出有缓慢变化的电压产生。2.产生零点漂移的原因：主要是三极管的参数受温度的影响，所以零点漂移也称为温度漂移。3.减小零点漂移的措施：差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。二、差动放大电路工作情况1.零点漂移的抑制（1）差动放大电路一般有两个输入端：

双端输入——从两输入端同时加信号。

单端输入——仅从一个输入端对地加信号。

（2）差动放大电路可以有两个输出端：

双端输出——从C1

和C2输出。

单端输出——从C1或C2

对地输出。

（3）零点漂移抑制原理：

当ui1

=

ui2=0

时：uo=UC1-UC2

=0当温度变化时：uo=(UC1+

uC1

)-(UC2+

uC2)=0学习任务一认识差动放大电路比较环节2.共模信号与差模信号（1）共模输入信号：

ui1=ui2=uC

（大小相等，极性相同）

理想情况：ui1=ui2

uC1=uC2

uo=0但因两侧不完全对称，uo

0共模电压放大倍数：二、差动放大电路工作情况学习任务一认识差动放大电路2.共模信号与差模信号（2）差模输入信号：

ui1=-ui2=ud

（大小相等，极性相反）

因ui1=-ui2差模电压放大倍数：

uo=uC1-uC2=

uC1-

uC2=-2

uC1

3.共模抑制比理想差动放大电路的共模抑制比二、差动放大电路工作情况学习任务一认识差动放大电路三、典型差动放大电路1.电路结构2.静态分析：当，很小，忽略不计由基极电路可得：由，可得：学习任务一认识差动放大电路3.动态分析由可得：带负载RL，RL的中点相当于交流接“地”，所以每管各带一半负载电阻。

对于差模信号不起作用三、典型差动放大电路学习任务一认识差动放大电路差动放大电路的四种接法类型差模电压放大倍数输入电阻输出电阻双端输入、双端输出双端输入、单端输出单端输入、双端输出单端输入、单端输出三、典型差动放大电路学习任务一认识差动放大电路学习任务二集成运算放大器组成及应用一、集成运算放大器基本知识学习任务二集成运算放大器组成及应用（一）电路组成输入级偏置电路输出级中间级1.输入级

—差动放大器2.中间级—电压放大器3.输出级—射极输出器或互补对称功率放大器4.偏置电路—由镜像恒流源等电路组成电路外形及电路符号12345678CF741+UCC空脚输出端调零电位器反相输入同相输入-UEE调零电位器uiuou++u––+Auo+–输出端反相输入端同相输入端信号传输方向运放开环电压放大倍数

ui

=

u––

u+或

ui

=

u+

–

u–

一、集成运算放大器基本知识学习任务二集成运算放大器组成及应用（二）主要参数1.输入失调电压2.输入失调电流3.输入偏置电流4.开环电压放大倍数运放线性工作状态下的差模电压放大倍数5.开环差模输入电阻rid6.开环输出电阻ro7.共模抑制比KCMRR一、集成运算放大器基本知识学习任务二集成运算放大器组成及应用（三）理想化模型1.开环电压放大倍数2.开环差模输入电阻3.开环输出电阻4.共模抑制比uiuou++u––++–理想运放开环电压放大倍数一、集成运算放大器基本知识学习任务二集成运算放大器组成及应用（四）集成运放的电压传输特性实际运放理想运放UOM–UOMuoui0UOM–UOMUim–Uimuiuo0线性区非线性区

：uo=f(ui

)，其中ui

=u+–

u–

一、集成运算放大器基本知识学习任务二集成运算放大器组成及应用（四）集成运放的电压传输特性1.工作在线性区的特点运算满足uo=Auoui（1）“虚断”+iiuiriduo–

+–++iiuiuo–

+–+（2）“虚短”“虚断”“虚短”一、集成运算放大器基本知识学习任务二集成运算放大器组成及应用（四）集成运放的电压传输特性1.工作在线性区的特点（3）“虚地”“虚地”当同相输入端接地时u++iiuo–

+R1RFR2u_ui（4）运放工作在线性状态的必要条件运放必须加上深度负反馈一、集成运算放大器基本知识学习任务二集成运算放大器组成及应用（四）集成运放的电压传输特性2.工作在非线性区（饱和）的特点ui>

Uim时，uo=+

UOMui<

–

Uim

时，uo=–

UOM+iiuiuo–

+–+UOM–UOMUim–Uimuiuo0线性区非线性区一、集成运算放大器基本知识学习任务二集成运算放大器组成及应用二、集成运算放大电路的线性应用

特点：

运算放大器工作在线性区时，通常要引入深度负反馈。所以，它的输出电压和输入电压的关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构和参数，而与运算放大器本身的参数关系不大。改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以实现不同的运算。学习任务二集成运算放大器组成及应用1.反相比例运算电路i1ifidauiR2R1RF

++–电路特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。分析：（虚短）

id

0（虚断）由i1=iF推出：平衡电阻：R2=R1//RF二、集成运算放大器的线性应用学习任务二集成运算放大器组成及应用2.同相比例运算电路电路特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。分析：（虚短）

id

0（虚断）由i1=iF推出：uouiR2R1RF

++–i1

idu+u–二、集成运算放大器的线性应用学习任务二集成运算放大器组成及应用2.同相比例运算电路闭环电压放大倍数：平衡电阻：R2=R1//RF_+

+

uiuo电压跟随器二、集成运算放大器的线性应用学习任务二集成运算放大器组成及应用例题：已知电路如图所示，求输出电压uo。解：第一级电路第二级电路二、集成运算放大器的线性应用学习任务二集成运算放大器组成及应用3.反相加法运算电路R11_++

RfR12ui2uoR2ui1由虚断推出：由虚短推出：二、集成运算放大器线性应用学习任务二集成运算放大器组成及应用4.同相加法运算电路由虚断推出：由虚短推出：-R1RF++ui1uoR21R22ui2二、集成运算放大器的线性应用学习任务二集成运算放大器组成及应用5.减法运算电路由虚断推出：由虚短推出：二、集成运算放大器的线性应用学习任务二集成运算放大器组成及应用6.积分运算电路分析：推出：R1CFR2++uoui–

i1if+

uC–二、集成运算放大器的线性应用学习任务二集成运算放大器组成及应用比较环节7.微分运算电路分析：推出：RFC1R++uoui–

i1if二、集成运算放大器的线性应用学习任务二集成运算放大器组成及应用三、集成运算放大器的非线性应用电压比较器：电压比较器用来比较输入信号与参考电压的大小。当两者幅度相等时输出电压产生跃变，由高电平变成低电平，或者由低电平变成高电平。由此来判断输入信号的大小和极性。常常用于数模转换、数字仪表、自动控制和自动检测等技术领域，以及波形产生及变换等场合。运算放大器工作在开环或正反馈状态。学习任务二集成运算放大器组成及应用1.单限电压比较器ui>UR,u0=-U0(sat)ui<UR,u0=+U0(sat)三、集成运算放大器的非线性应用学习任务二集成运算放大器组成及应用2.过零电压比较器ui>0,u0=-U0(sat)ui<0,u0=+U0(sat)三、集成运算放大