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1、集成运算放大器 及其它模拟集成电路,将有源器件、无源器件电阻电容及电路连线等都集中在一块半导体基片上，并封装在一个外壳内便形成一个完整的电路和系统。,集成运算放大器结构特点,运算放大器图片,运算放大器图片,集成运放的电路符号如图所示。它有两个输入端，标“+”的输入端称为同相输入端，输入信号由此端输入时，输出信号与输入信号相位相同；标“”的输入端称为反相输入端，输入信号由此端输入时，输出信号与输入信号相位相反。,集成运算放大器的主要参数及种类,1、集成运放的主要参数,集成运算放大器的理想模型,集成运放的理想化参数： Auo=、 rid=、 ro=0 、KCMR=、等,非线性区（饱和区）,虚短,虚
2、断,将放大电路输出电量(输出电压或输出电流)的一部分或全部，通过一定的方式，反送回输入回路中。,模拟运算电路,比例运算电路,1、反相输入比例运算电路,2、同相输入比例运算电路,电压跟随器,加法和减法运算电路,1、加法运算电路,2、减法运算电路,例：求图示电路中uo与ui1、ui2的关系。,解：电路由第一级的反相器和第二级的加法运算电路级联而成。,例：求图示电路中uo与ui的关系。,积分和微分运算电路,1、积分运算电路,ui为恒定电压时积分电路uo的波形,2、微分运算电路,一阶低通滤波器,截止角频率：,采样保持电路,采样阶段：控制信号uG出现时，电子开关接通，输入模拟信号ui经电子开关使保持电容
3、C迅速充电，电容电压即输出电压uo跟随输入模拟信号电压ui的变化而变化。 保持阶段：uG=0，电子开关断开，保持电容C上的电压因为没有放电回路而得以保持。一直到下一次控制信号的到来，开始新的采样保持周期。,电压比较器,运算放大器处在开环状态，由于电压放大倍数极高，因而输入端之间只要有微小电压，运算放大器便进入非线性工作区域，输出电压uo达到最大值UOM。,基准电压UR=0时，输入电压ui与零电位比较，称为过零比较器。,输出端接稳压管限幅。设稳压管的稳定电压为UZ，忽略正向导通电压，则uiUR时，稳压管正向导通， uo=0；uiUR时，稳压管反向击穿， uo=UZ时。,输出端接双向稳压管进行双向
4、限幅。设稳压管的稳定电压为UZ，忽略正向导通电压，则uiUR时，稳压管正向导通， uo=UZ；uiUR时，稳压管反向击穿， uo=UZ时。,电压比较器广泛应用在模-数接口、电平检测及波形变换等领域。如图所示为用过零比较器把正弦波变换为矩形波的例子。,例：用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。,因为差模输入电压等于输入电压与反馈电压之差，反馈增强了输入电压，所以为正反馈。,反馈信号削弱了输入信号，因此为负反馈。,(a)正反馈,(b)负反馈,例,(+),(+),(-),(-),净输入量减小,(+),(+),(-),(-),净输入量增加,a负反馈,b正反馈,反馈通路,反馈通路,电压负反馈与电流负反馈,令
5、输出电压为零，反馈电流不存在，所以是电压负反馈,电压：将负载短路，反馈量为零。,反馈信号取自输出电压，则为电压反馈,令输出电压为零，反馈电流仍存在，所以是电流负反馈,反馈信号取自输出电流，则为电流反馈,电流：将负载短路，反馈量仍然存在。,串联反馈与并联反馈,反馈量与输入量以电压形式求和，为串联反馈,反馈量与输入量以电流形式求和，为并联反馈,负反馈放大电路的四种组态,引子： 负反馈放大电路的分析,反馈放大电路的分析包括定性分析和定量计算两个方面。定性分析要求读懂电路图，确定反馈的类型，分析负反馈对放大电路性能的改善等。定量计算就是计算负反馈放大电路的性能指标。,（2）从输入端看，反馈量与输入量是
6、以电压方 式相叠加，还是以电流方式相叠加。,对于具体的负反馈放大电路，首先应进行定性分析，进而进行定量分析。,（1）从输出端看，反馈量是取自于输出电压，还是取自于输出电流。,反馈信号取自输出电压，则为电压反馈,反馈信号取自输出电流，则为电流反馈,反馈量与输入量以电压形式求和，为串联反馈,反馈量与输入量以电流形式求和，为并联反馈,四种负反馈组态具体电路举例,一、电压串联负反馈,电压串联负反馈电路,反馈信号与输出电压成正比，集成运放的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差，,电压串联、电压并联、电流串联、电流并联负反馈,电压串联负反馈方框图,二、电流串联负反馈,电流串联负反馈电路,反馈信号与输出电流成正比，净输入电压等于外加输入信号与反馈信号之差,2.串联负反馈电路的输入电流很小，适用于输入信号为恒压源或近似恒压源的情况。,1.电压负反馈能够稳定输出电压，电流负反馈能够稳定输出电流。,小结,电流串联负反馈方框图,三、电压并联负反馈,电压并联负反馈电路,反馈信号与输出电压成正比，净输入电流等于外加输入电流与反馈电流之差,电压并联负反馈方框图,四、电流并联负反馈,电流并联负反馈电路,反馈信号与输出电流成正比，净输入电流等于外加输入信号与反馈信号之差：,电流并联负反馈方框图,