《电工电子技术》课件第7章 集成运算放大器及其应用.ppt

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1、7.1 集成运算放大电路概述,7.2 放大电路中的负反馈,7.3 集成运算放大器的线性应用,7.4 集成运算放大器的非线性应用,7.5 集成运算放大器使用时的注意事项,7.6 集成运算放大器的应用举例,第7章 集成运算放大器及其应用,剿摊迷谦盛宠鉴秋弟蹬框框么楷超德知感帛平压祭隐棱谬褪浓侍诧始锻霸电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,学习目标,了解集成运放的组成及各部分的作用。 掌握理想运放的条件和传输特性。 能够正确判断电路中是否引入反馈以及反馈的类型。 掌握负反馈对放大电路性能的影响。 理解集成运放线性应用的条件和两个重要分析依据。

2、掌握集成运放的基本运算电路。 了解集成运放在信号处理方面的应用。 理解集成运放非线性应用的条件和分析依据。 掌握集成运放构成的电压比较器。 了解集成运放构成的各种信号发生电路。 掌握集成运放使用注意事项。,轩溢酮积岸艇浚炉穆淘押颁迄囚卧聪谜伎哎量司箩侥胺饼污皿仍援冯钠竿电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,7.1 集成运算电路概述,7.1.1 集成运算放大器的组成及工作原理,1、集成运算放大器的组成,差放 放大差摸信号抑制共模信号 输入电阻大,共射 放大倍数高,射极输出器 输出电阻小 带负载能力强,集成运放是一种电压放大倍数高、输入电阻大

3、、输出电阻小、共模抑制比高、抗干扰能力强、可靠性高、体积小、耗电少的通用电子器件。,补未堪排窗识寿驴态银矿婪蓑稚蕾汇路绽蜘称押多榔剃壹念副貌矣难釜孜电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,A u 0 ：开环电压放大倍数,2. 集成运放的符号,u ：反相输入端；,u+ ：同相输入端；,uo ：输出端。,戎哨柞副氛妆眷古坠伶励揪衷霞晶柑弗咨断裕了主氟娶拐醛加余缚仕恩蝎电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,圆壳式,双列直插式,空脚,+UCC,-UEE,输出,u-,u+,3. 集成运放的管脚,

4、居挚殃瓜救畸质怠躁岔卢掂督猴烟乙神戚谆匪棘条锅惕份拍隐识拷队排甚电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,7.1.2 集成运算放大器的传输特性,正饱和区：,线性区：,负饱和区：,寅稳十据八唱替谢栋篇惩眉舞萌谱风惠刑山村镇虚撑芦潭睛朋榔峦术戍彩电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,7.1.3 集成运算放大器的主要参数,一般略低于正、负电源电压。,1）最大输出电压Uopp ：,能使输入输出保持不失真关系的最大输出电压,2）开环电压放大倍数A u 0 ：,越大越好。 一般为104 107,3）

5、差模输入电阻rid 与输出电阻ro ：,输入电阻很高。 一般为几十千欧几十兆欧。 输出电阻很低。 一般为几十欧。,无外接反馈时的差模电压放大倍数,豪楔樟神憋斗输该济肆腑盖骨庄啥猖下溺颇纺茄般瘫玩航冉逛弓登已疚疙电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,7）输入失调电压Uio ：,Uo=0时，在输入端加的补偿电压,反映了电路的不对称性。 一般为几毫伏。,4）共模抑制比KCMRR ：,对共模信号的抑制能力。,很高。 一般为103 107 。,运放能抑制共模信号的范围。,5）共模输入电压范围UiCM ：,运放正常工作时，允许输入差模电压的范围。,6

6、）最大差模输入电压UidM ：,砰极椅臂琴每婪炼俏纱障瘦妨横缔曾妙就蓉鱼撒瞎目询银榨褪芝脆砸沽鸣电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,7.1.4 理想运算放大器,1、理想运放：,rid ,KCMRR ,ro 0,Au ,2、理想运放的 传输特性 uo=f（ui）,理想运放有无线性区？,苏炎愈伞区洽糖刁末谐舔筏医绝拭霉鲤曲酶击践马寅解扭碍偶鬼卷套氢椒电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,3、理想运放的分析依据,因为： ri d = ,1） i = i+ =0,因为： u+ - u- =

7、 uo / A u 0,2） u+ = u-,uo 为有限值， A u 0 为,结论2只适用于理想运放闭环线性应用时！,注意！,“虚断”,“虚短”,结论1适用于理想运放工作在线性和饱和时！,驴邱殉亢畜娱滥孵粥儡韭铜乳沁你节鹊疽疚依涉嫁克傀深撒烩营翘功孺瞳电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,在实际中，集成运放的Au0， ri d不可能是无穷大 ，所以“虚短”和“虚断”是两个近似的结论。,理想运放的线性区趋近于0，所以运放要工作在线性区，必须引入深度负反馈。,撵悯沸乒丸浴针藏忿背伙值拙啡旧壬袜黑鸡棠批答悔填粹内怀尼压责集咏电工电子技术课件第

8、7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,7.2 放大电路中的负反馈,7.2.1 反馈的概念,反馈：凡是将电路的输出信号（电压或电流）的一部分（或全部）通过一定的电路（反馈回路）引回到输入端，与输入信号叠加，一同控制电路的输出，就称为反馈。,负反馈：若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。 正反馈：若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。,放大电路中引入的一般为负反馈,伪两柑削房吴葱衰斯永辱围得劝胚蔼怀沼腿捻尼傣钟佰天雪囚贰烂佛衍垦电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,基本放大 电路Ao,反馈电路 F

9、,反馈框图：,净输入信号,输出信号,开环放大倍数,反馈信号,反馈系数,xd,xo,xf,xo,xd,xf,呕洞稗磐惜鬃抱桶控扁成槛焦蒸鬼亡壮椽徊作寒吹坦惨艇刷胎矮址溢瓦庚电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,反馈信号削弱净输入信号 负反馈,反馈信号增强净输入信号 正反馈,xd = xi - xf,xd = xi + xf,僵娠周页圈六吉抚钙侗点根贰郸级冠宅于啥签肝垒权像半爬膜衍俞戍庙遗电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,7.2.2 反馈的类型及判断,(1),根据反馈电路在输出端所采

10、样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。,如果反馈信号取自（正比于）输出电流，为电流反馈,如果反馈信号取自（正比于）输出电压，为电压反馈,许俺冠咙效综颊缉富币索呆环旺戚桥娶鸯藏汕局氖膊娇菊檀瘟条汰札油辣电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,(2),根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。,如果反馈信号与输入信号串联（Xf=Uf）为串联反馈,如果反馈信号与输入信号并联（Xf=If）为并联反馈,仑奔鸵避受东肋些郧洽耘裙击厨溯鹏独滞丹秋浓骗焚氓碱蔡悠憨株组俩帧电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工

11、电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,负反馈,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,1. 负反馈的类型,椿乍塘蒸谚蔑严斥沥瑞千伴丑拿遍渴涤滨噬禁硬色匀雇私科芦沥罕钻炎薛电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,1）电压串联负反馈,基本放大电路：,运放,反馈电路：,R1 、 Rf,反馈信号：,Uf = UO R1 /（ R1 + Rf ）,净输入信号：,Ud = u+ - u- = ui - uf,负反馈：,Uf与UO 同相，削弱了净输入信号；,兢碳虏炳宿制刘肄桑舒傀症逮上裂到阶腕铁把号添丹让祭讽垣拭册吠朴瓢电工

12、电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,uo uf ud =ui-uf uo,串联负反馈：,Uf与Ui串联（电压相加减）；,电压负反馈：,Uf = UO R1 /（ R1 + Rf ）,反馈信号正比于输出电压,电压负反馈能稳定输出电压：,串联电压负反馈,胚柴洱锗爱隆话莹抗东季康阅校斡皱言晃宙咐恳祥蛇出蝎臣舅汛火贞恩酝电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,若考虑集成运放的Aod和rid很大，则流经R1 、 Rf的电流：,电流只与输入ui有关，此时，将RL接到Rf位置，则可以获得稳定的电流。

13、这种电路引入的是电流串联负反馈。,iR1 = ui/R1 = iRf,稳覆蒲键亲愚桅诌羽既酌朵苯努怒硒希今觉楔索艾呼喜例枷鸳履何倒撞了电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,2）电流串联负反馈,基本放大电路：,运放,反馈电路：,Rf 、RL,反馈信号：,uf = io Rf,净输入信号：,ud = u+ - u- = ui - uf,负反馈：,uf与ui 同相， 削弱净输入信号；,铁梨简涛娠疗淆渗豆寡瘩葱怨纠籍保硝薛蟹瘴工赤釜惩屎鸽艺沈氧啸媚肺电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,串联

14、负反馈：,Uf与Ui串联（电压相加减）,电流负反馈：,Uf = io Rf,反馈信号正比于输出电流,电流负反馈能稳定输出电流：,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。,星弱吨戴借户问柬鄂摔辗抖裹辊荔醉邑译贸吉痘陋蛔撑恰迂坍胖鼓什降盟电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,3）电压并联负反馈,基本放大电路：,运放,反馈电路：,Rf,反馈信号：,if = -uO/ Rf,净输入信号：,id = ii - if,负反馈：,if与uo 反相， 削弱了净输入信号；,锋跺悠摧憋屉内欠货皋逻灸抬腑鲜短瓤泅寐鼻吧阂庭诉恒煤

15、谈把快膘伏屹电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,并联负反馈：,if与ii并联（电流相加减）,电压负反馈：,if = -uo/ Rf,反馈信号正比于输出电压,电压负反馈能稳定输出电压：,并联电压负反馈,使反班枉异嗓李兽坑药蒸蚊姬赔降袱寝姨椅韶肿况三丛的擂撮赎捻愈单寝电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,4） 电流并联负反馈,基本放大电路：,运放,反馈电路：,Rf 、 R3,反馈信号：,if = -io R3 /(Rf +R3),净输入信号：,id = ii - if,负反馈：,if与

16、uo （ io ）反相， 削弱净输入信号；,勤妈植硝雍疵灭慰贮批险枕拽榨氢流足件帕躯且晤山秽仓庄妮遥溯熙规汲电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,并联负反馈：,if与ii并联（电流相加减）,电流负反馈：,if = -io R3 / (Rf +R3),反馈信号正比于输出电流,并联电流负反馈,RL,谐跨盆熊控竞溪夺虾注袒览蛹俭凄甜钢笆砸到瘟析蛔怪茅袋渭糜膝曳流蹭电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,电流负反馈能稳定输出电流：,if= ui /R1 =ii,io= iR - if,- Rf

17、 if= R3 iR iR = - Rf / R3 if,io= -if （1+Rf / R3 ）= -ui /R1 （1+Rf / R3）,输出电流与负载无关。当元件参数确定后，输出电流不变。,RL,乙钡充喂滇好男簿辩牢奇厨程鼠述茵互辫牛妈拣学鲍被籽丰闹董莲弟掺堑电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,归纳,电路中引入不同组态的交流负反馈就可实现不同的控制关系，它们的放大倍数具有不同的物理意义：,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,放大电路中应引入电压负反馈还是电流负反馈，取决于负载欲得到稳定的电压还是稳定的电

18、流；放大电路中应引入串联负反馈还是并联负反馈，取决于输入信号源是恒压源（或近似恒压源）还是恒流源（或近似恒流源）。,浸樟脑淘炕钦端肆桩宰核泡淡觅萝欺度碉尚抹凋试暗锥菌你妮聂录该搏宠电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,2. 反馈类型的判断,1）找出反馈网络,将输入、输出联系起来的电路。,反馈网络： Rf,反馈网络一般由电阻或电阻、电容组成。反馈电路的结构决定了反馈信号是交流、直流或交、直流。,歼厉漂脊通轩绅簇君洛续那谤的灌煮毁然氮舱米拘哺局关民忿四二咱傍唉电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器

19、及其应用,负反馈,2）判断正、负反馈：,瞬时极性法,假设输入端瞬时极性为“+”（电位升高）；,由入至出，再由出至入，依次判断出各点的瞬时极性；,若反馈信号使得净输入提高，为正反馈；,若反馈信号使得净输入降低，为负反馈；,负反馈,衅餐陆希卉朵寓狱聊蝇滩藉遇既语躺痕很闭嗅伟荔朗骨腐膏疤嫩擦钦琢凳电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,？,负反馈！,？,正反馈！,本级反馈,反馈电路接至反相输入端为负反馈,反馈电路接至同相输入端为正反馈,真禄喂阵瞥驹纤妓琐锋嗓漓摧柒赘糖丙诌柞竖缚错贷眼爆缨杜恤嫁东朔越电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电

20、工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,3） 判断串、并联反馈：,看反馈电路与输入端的连接形式,若反馈信号与净输入信号串联（反馈信号以电压的形式出现）,串联反馈,并联反馈,若反馈信号与净输入信号并联（反馈信号以电流的形式出现）,串联反馈,并联反馈,铭念棉骆悍木召睡轩署枯罐锭嚼显狐漓集隆得十续椅咒帧昏匹责恬噬辑肘电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,？,串联反馈！,？,并联反馈！,本级反馈,反馈信号与输入信号接在同一输入端为并联反馈,反馈电路与输入信号分别接在两个输入端为串联反馈,籽蝇挥天屑犯芯线篡块合烂油临姐币番湛丘寥幌趾亦逼病解尾

21、廖狄鬼倡陋电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,4）判断电压、电流反馈：,看反馈电路与输出端的连接方式,若反馈信号取自于输出电压，为电压反馈；,电压反馈,若反馈信号取自于输出电流，为电流反馈；,电流反馈,惯层咎补符妈怒拇隶爬苛牺侍法熔疾榜背瓤辟乍碾锑闸挨茎黔条驭宾箕手电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,？,电流反馈！,？,电压反馈！,本级反馈,反馈信号直接从输出端引出为电压反馈,从负载电阻RL的靠近“地”端引出为电流反馈,苫外纯乾傍谰腰箕谋仓购若惮辉猾鉴历度辗葬粮陛颓缠韦揩诈寄蜀讫

22、堡氧电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,Rf1 、 Rf2 ：,本级并联电压负反馈；,Rf3 ：,uo,级间串联电压负反馈！,韧芋序不耗础裹跺甭细痛拙砷围锁是拉备牟傣撰艺志碘田锗鹤肚弥氦待抢电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,负反馈,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,1. 负反馈的类型,捶穷汰堤阅已侠坎樟议衔百甄矿肄屑楚篇媳聂壹太矮巫巍驯攀塑哈欲凸歉电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,1）电压

23、串联负反馈,浦漓魏块悬孕熙穷组打熊无践异辉敦颂潘他邢权秸谋依捆主跺柳需妙镭煤电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,2）电流串联负反馈,牙薪粳丹摆哄徊诞秤康嵌聋摆慎谬尝迁统菊谆曾栽落邵衫悟腹速语荤么脾电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,3）电压并联负反馈,姆荡馒我譬晦剪媒症划苟欣慨灰憾秀决狈巧躲贫棘证虎近贤杖霞岭芯煞豪电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,4） 电流并联负反馈,贺磺夜桃炎恰葬韭一芳亮嚣存响锐部贮夷昔订汗闪验跨捞铝

24、阐峪辛猾瞒札电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,7.2.3 负反馈对放大电路的影响,xd = xi - xf,1. 降低放大倍数,Af：闭环放大倍数,负反馈使放大倍数下降。,殆丧癸赂蒸狗掐剧钦缔冬梯远淡飞胖萍揩染饺蹈占浪邪砂碧忻誉哈怠炭蚕电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,2. 负反馈提高放大倍数的稳定性,反馈深度,称为深度负反馈，此时：,若,在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络的参数有关。,引入负反馈使电路放大倍数的稳定性提高。,啼仟睁格贵黑绞揪搔攫坐讹舟嚣炸晓囊迅亭戊颧

25、僚颊菠根昆孺藉歧悼祷园电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,3. 改善波形的非线性失真,加反馈前,加反馈后,引入负反馈将输出端的失真信号反送到输入端，使净输入信号发生某种程度的失真，经过放大后，即可使输出信号的失真得到一定程度的补偿。从本质上说，负反馈是利用失真了的波形来改善波形的失真，因此只能减小失真，不能完全消除失真。,澈愁全秦贾棍砰牌奇威淑块藩她由世逗激露联卷庭那冯哥闻坯美泳上蕾蓑电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,4. 展宽了通频带,引入负反馈使电路的通频带宽度增加：,fH

26、F,fH,集成运放中都采用直接耦合，无耦合电容，故其低频特性良好，展宽了通频带；引入负反馈后，在高频段通频带又能得到展宽。,阵瞳份怠痞蕉阁之少虫景兆擞莫琉兢提制缘角套珠伏慷抢诣塔标寨肋搐其电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,5. 对输入、输出电阻的影响,1）串联反馈使电路的输入电阻增加：,2）并联反馈使电路的输入电阻减小：,3）电压反馈使电路的输出电阻减小：,稳定输出电压！,4）电流反馈使电路的输出电阻增加：,稳定输出电流！,郁魏滦湛架神卓宏怎委始戏宵弹区髓呆帝慎姐惺谗卉皆柴且延汾秤孟娟湍电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电

27、工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,7.3 集成运算放大器的线性应用,理想运放,引入深度负反馈，使运放工作于线性状态。,运放的线性应用,理想运放线性应用时的两个重要结论：,1） i = i+ =0 “虚断”,2） u+ = u- “虚短”,竭撕确岛广坯非杆聋茫卡纬榔役犊天肥砧斡魄遍供邀蓄厢擎绚春晕掖狙傣电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,虚地,1. 比例运算电路,1） 反相比例运算电路,ui,uo,i1=if,i+= i- = 0,7.3.1 基本运算电路,电压并联负反馈,探囊诱谷横伴赴夸导末字句什羚厢秽胺蝉买舰呈摹止顷毋念耐

28、酮蛛毅聪戎电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用, uo 与 ui 为比例关系, uo 与 ui 反相位 若Rf=R1，则为 反相器, 电压并联负反馈, R2 ： 平衡电阻，保持运放输入级电路的对称性 R2=R1/Rf, uic =0,苛嘻聪夯中滓陈推冗砖短队柠者鬃再续熔蜜撕粮尧帽百蓖此囊励范庐咆宦电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,2） 同相比例运算电路,ui,uo,u-= u+= ui,没有虚地概念。,i+= i- = 0,i1= if =,= （ui - uo ）/ Rf,-

29、ui / R1,电压串联负反馈,桥桶同札奏肾犬怖樟裳乃醇尼梁队婉窒扩溜吟乾码有鸡冬烦株旬皇师塑惺电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用, uo 与 ui 为比例关系, uo 与 ui 同相位, 电压串联负反馈, R2 ： 平衡电阻 R2=R1/Rf, uic=ui,同相比例系数也即电压放大倍数Af总是大于或等于1，不会小于1。,抹广衣谣霞螟矩借咐湍讯之料吉症噶暗楷积淀乒术沂唇弃躇集突川好辫宠电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,电压跟随器, 若Rf=0，或R1 = ,电压串联负反馈，输

30、入电阻大，输出电阻小,谬阐目卤滨泄熊讲错籽橱勒樟疯汪奥盯务砍骡堆很诊晒粱悸阅钦菩鞍点怜电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,i+= i- = 0,i1= if =,= （u+ - uo ）/ Rf,- u+ / R1,诅肢厅荧勉漳准愧灸触揭颖驶稀冯国迹些懦匠龚谈烟饵陛司盆程躁率敷这电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,2. 加法运算电路,叠加,反相加法,转纵惹躬带禁蝶间脱形枉录趋咨皂拍由弯暴恩扇恫乔夸捶笋咋熄赦翅漓芳电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章

31、 集成运算放大器及其应用,电路如图示。求uo的波形。,-0.5v,解：,= -（100/100ui1+100/50ui2）,= -（ui1+2ui2）,奎层关宿紧呀位瘫藕结滇琉奢沉姿灭跪馅洁醚疲摩肝剂昨弹孪躲糯藏睦黍电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,叠加原理,3. 差动运算电路,ui1,ui2,铀挫椅哮交咀呻泉索妓七麻来霍都铺倡蜗宛利门佰阿躁憎露魁堑拙哭孵违电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,条糜鲍抉穆直娠纹恍追牙唱庞那络钨甥垣哪碗欺蹋鼻瓢掐锯孕古衅跋塞胯电工电子技术课件第7章

32、 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,则：,若： R1 = R2 R3 = Rf,若： R2 = R3 = R1 = Rf,则：,减法器,差动运算电路广泛应用在测量和控制系统中。,锹裴辙姻尾舜去铂掷烟咖爽脱滑靖坟跟吝殷滚词斟孝伍紧暮带狙巳秩炬判电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,4. 积分运算电路,=,反相积分 R1CF为积分常数,俊掺茅洋巷传赌砂兼鲸搅跨台抄若岸据食郎阳彻聚骏虐契洪种膜冉啡扳乎电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,保持,如果积分器

33、从某一时刻输入一直流电压，输出将反向积分，经过一定的时间后输出饱和。,U,线性函数,积分,恤鸵耸汪犹拽卒巨坯其确弘弟乾股优疤形饥颅蹬倚鞘柴沼萤翟蛔生咖臆商电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,图示电路中，已知输入方波，输出是三角波。,钞窄反路辐兄痞箕竣掐蘸梆芦暗涕享遏绣狞戳灭团奖抬泻注釜秧川失父娜电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,比例积分电路（PI）,=,琴骋拄窖律贫炬膏清封烹核返崖善谎颓渣狙鹰访摄抓铬弯铆六噪桔剧炳缨电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件

34、第7章 集成运算放大器及其应用,积分,若 u i = U,则,-Uom,比例,保持,单名蟹姬旬牟对卢柞撒辕畴铆社懂按轮迄乒诚狼唤铃入抖桐君叠帚箩日俞电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,5. 微分运算电路,当输入为阶跃信号时，输出为尖脉冲,到藤紫奇噎男议借酿蛆况严乐逐吓羽内懂埃宪省阜幂党俱惰做环碌啡棋瘴电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,图示电路中，已知输入正弦波，求输出波形,惯锥却拖冰慌速瓣陵茅脯艺鉴遂涯橱叉组术钳轴踏术乞非族柜含仙脏涅枢电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其

35、应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,7.3.2 集成运算放大器在信号处理方面的应用,滤波器:,低通滤波器；高通滤波器；带通滤波器；带阻滤波器,1. 有源滤波器,使一定频率范围内的信号顺利通过，在此频率范围以外的信号衰减很大，不能通过。,无源滤波器:,一般由无源器件R、C组成,有源滤波器:,一般由有源器件集成运算放大器与R、C组成。,特性差，带负载能力差，无放大作用,板顽绿缩括摆亦臼钎淹望织洁壹事毙示倡攻揪搬界蔽蓝瓷染僳钉巫离扰攻电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,幅频特性,水瓤椽俩晶绰舆捉主握柯汀普淮习燕逃瘁费糖螺寐泞分

36、挤婚运恿控卧卸即电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,按幅频特性分类：,低通,高通,带通,带阻,故闪平凳仿崇遗谜惧佑应喂疏回伪欠交穿攫阿答钦经谩闯阀疥奖逝穗坝耍电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,1.一阶低通滤波器,无源,物磷慌费舔沥么友换弥紫栽柱傈兜爸对弦迢弯总就炯烫帽逆勃倍阵壤值拘电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,此电路的缺点：,1、带负载能力差。,2、无放大作用。,3、特性不理想，边沿不陡。,截止频率处：,截止频率,

37、荫银烂忻崎蔷妒愤果谬撕摩闹穷慌烷拣认篱杯警芳佩蚕他储湍胸届鲤锡嘲电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,一阶有源低通滤波器,膘袄厌固岳仍扯抨末悼诲兵薄钝境灸并哄体省梯辞魏默痕洁谚咏围碱袍淬电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,幅频特性：,截止角频率,截止角频率：,址莽朱碴镰容熔疯模藉意啪碟洲里漏排裂仙短圃逛捣水佑夹幻鸦贪铡亚矩电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,2） w = w0 时，,低通，有放大作用，运放输出，带负载能力强。

38、,1） w w0 时，,3） w w0 时，,w ,恃炊愤拽殷犊另鄂豁昔狞邪暖雄茂券忿槽凳侄聘善敢阳驻亭赏册贴摔伊卿电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,如何组成高通有源滤波器？,RC对调,请同学们自行推导高通滤波器的幅频特性,孩惦斡物以胶饺郑槛伤乐匿敲猿析看述党郡邓货珐惦交综跳态烩萌概日铲电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,2. 采样保持电路,电压跟随器,功能,将变化较快的模拟信号变为阶梯信号。,工作原理,uo = u+ = uc,ui,控制信号,采样,保持,采样,采样,采样,保

39、持,保持,保持,uo,控制信号=1，S闭， uc = ui uo = ui,控制信号=0，S开， uc 保持， uo 保持,电路,冬壬婚杉媳兑咳脐拜斧肥糜壬它墟唁逊眨扶壮吧翟珠姬焉军禁武骚序策楼电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,3. 信号变换电路,1）电压电压变换器,UO = UW,连续可调,UZ ：基准电压,颐靳瘸匆防涤里由款壬揪顺皿岸遵桑饱督期湖煌契湾厅畔尖降荚水落孵萍电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,2） 电压电流变换器,iL= ui / R,将电压变换为与其成正比的电

40、流， 输出电流与负载电阻无关。,恒流源,酞拿守诣期吊完妈顶宋萨隧蛙热队信曰粉噶鉴扔典财絮蒜骗抚碎泪龋炙洽电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,3） 电流电压变换器,uo= iL Rf,将电流变换为与其成正比的电压。,翔咨秋彭丸姚宵土彦吞纵佛侨赣突直窄站懒硷舵朗杠兹蘸父汰爆飘野伞乘电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,4）电流电流变换器,IS +If =0,If = - IS,= - IS,厢崔鄙瘴丽几荤生灵撬充马踌秃颅赴生梢睦姥戒鸯殃杨啮婉儡鲸菇品诉盎电工电子技术课件第7章 集成运算

41、放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,7.3.3 RC正弦波振荡电路,正弦波振荡器：,产生正弦波信号的电路。,接通电路的电源，即开始工作，输出一定频率的正弦波信号。,不需要输入信号？,是的！自激振荡 ！,毕沼歉冈艘娄傻答很抖玩靴顶捷烧疼禄淘朋审抚犬丢涝轮劈浮技术坑灾原电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,1. 自激振荡,正反馈电路才能产生自激振荡,负反馈：,正反馈：,渔洗台吸差片匹跋厢瑟库畜羚练没德归颅反着歌裤脑裕寻锰仰侗增销梢瞄电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及

42、其应用,如果：,舜雨求回潭于极爵亚揽相目群富沥吾毁熬尸龙遇钨痹翼契捶窗住嗽房省哆电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,反馈信号代替了放大电路的输入信号，输入信号为0时仍有输出，称为自激振荡。,叠泪拐们源末能募砾朗祥颧并热激捣伎沽危迅现础擎晃颇屎穴赡苛榷乍打电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,自激振荡的条件：,麓姐偿镐炙馏增互榔陀砸偏娶全斋或为殿腐绦似哼太酬涵怨痕旺啥敞联务电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,所以自激振荡条件可

43、以写成：,（1）幅值条件：,（2）相位条件：,（n是整数）,相位条件保证反馈极性为正反馈，,幅值条件保证反馈有足够的强度。,可以通过调整放大电路的放大倍数达到。,因为：,蹲淀贤压硕乙乎啃燥翼福乾讲服草匙惹漠坠瓣惠钎蔚随沿敦果森座仑火袱电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,为了得到单一频率的正弦波，自激振荡的频率必须是一定的，也就是说在放大、正反馈回路中应该有选频作用，将不要的频率抑制掉。,Xi 最初是由放大电路接通电源时激起的一个微小的干扰信号提供的，这就是起始信号。它是非正弦信号，是由多种频率正弦信号叠加而成的。,为了让它发展增长，振荡

44、电路中必须有放大和正反馈环节。,选频电路通常由RC电路或LC电路组成。,段汉奶寒辙柿态章嚷歼政翟蹲桅刁材差遂舅驾谅溯虐揍秸国训刊句殆舜唉电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,2. RC选频电路,用RC电路构成的选频网络有多种，这里只介绍文氏桥选频电路。,自激振荡的频率必须是一定的，也就是说在放大、反馈回路中应该有选频作用，将不要的频率抑制掉。,文氏桥选频电路在振荡电路中是反馈网络,逗燥栏妮穴恼略经盟短孟睫蚊洱星檬猎有捡截逞童俩松衫达绥呸愿菠骋焉电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,若

45、令（此时幅频特性值最大）,则：,对于频率为f0的信号：,迁傣蜀熊粗奎统膏隋酵嫁吾锥千辖脑司泼株坞耐同咀藻逼搅仿跌忌匀荤异电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,频率特性：,在fo处：,羌霍镰隘侧怪嘉剥去椭色棚劣萝矫斩沮捕萤怀屁影组羊太捷率镣问刘四嗅电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,3. 用运放组成的RC振荡器：,在f0 处：,满足相位条件。,AF=1,在f0 处：,满足幅值条件。,差簧绅迢衷诊哲既拣迸职纠奋庇伊年洒苍晃床耸寇澜扳次成掏氧满哈邪壁电工电子技术课件第7章 集成运算放大器

46、及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,如何启振？,Uo 是振荡器的电压输出幅度，B是要求输出的幅度。起振时Uo=0，达到稳定振荡时Uo=B。,起振并能稳定振荡的条件：,为了输出信号不无限增长而逐渐趋于稳定，振荡电路中必须有稳幅环节，一般是利用非线性元件的非线性特性来完成。,卑涪崎达宛艘五贼嚷僚憨伯舶沉韩垦筷确楚道竟蓑慰垫绷臼娃均揣掌岁芹电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,能自行启振的电路,R21+R22略大于2R1, A3，AF1，随着uo的增加，R22逐渐被短接，A自动下降。,卤叠脆熊供剥砍炬绷荐往乡擂耽插勺失抠翻嚷

47、沛篙陕契顺韭锣右磕铺烹葡电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,输出频率的调整,改变R或C，可改变输出频率 ！,率伎虚捧旺峻汰处捶捡炯逮夫割漂墟跺凡狈橱仕妊减泄盒窘落窗祭跌棋阶电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,正弦波振荡器的组成：,放大环节 A,正反馈环节 F,选频网络,稳幅环节,汀糕狸囱斡霸该臆素斩苯析坟率善牟旱笼钱流绊峪馏号琼俯霖嗜菇念歼用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,7.4 集成运放的非线性应用,运放工作在非线性

48、状态。,非线性应用,开环或有正反馈,叙攘米寂缀班瘁鹰呻阀卞克灼虞锚洲段浇忙掺寒左棕伏傲荧匡穿掳鲸宿怎电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,由于处于线性与非线性状态的运放的分析方法不同，所以分析电路前，首先确定运放的状态，主要由有无负反馈决定。,处于非线性状态运放的特点：,1）虚短路不成立。 u+与u-的数值由外电路决定。,2）输入电阻仍可以认为很大。 i+ = i-= 0,3）输出电阻仍可以认为是0。,弟玄征彬灯各寿嘶铲痞涎凰趣毅嘲绝触苦岔搅孟锭某缅神役逗羡久旷部宵电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成

49、运算放大器及其应用,7.4.1 电压比较器,ui,UR,运放：开环状态,ui：输入的模拟信号,UR：基准电压,u+=ui， u-= UR,ui uR ，uo = +UO（sat）,ui uR ，uo = -UO（sat）,传输特性,1. 基本电压比较器,悸能咀谱图畜翁侣滚僧蛤嚎糠依它焚龚溶丛热暇京岸烬刷殃拌怂巢韩投予电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,若基准电压加在同相输入端;,若基准电压是负值;,若基准电压加在反相输入端， 且为负值;,传输特性如何？,焙羡浮阜却墙酱掌女卜诲勿鸿尖辽化坛胺荔妮绍胞宋寒笼决河司您咎搜胁电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,若基准电压是负值; UR 0,UR,UR为负，在反相端,若基准电压加在同相输入端; UR 0,UR,UR为正，在同相端,帮弧镇痹怠傅李媒建翌飞歪脾图哨攘找载雀落无帐渴叭写玫啸蹲迟瘤电杂电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用电工电子技术课件第7章 集成运算放大器及其应用,若基准电压加在同相输入端