第6章 集成运算放大器及其应用电路.ppt

6.2.3　高频参数对性能的影响 小信号频率参数 开环带宽 BW 　　内补偿的集成运放可近似看成是单极点系统，该运放的上限截止频率即开环带宽 BW(或称 3 dB 带宽)。 单位增益带宽 BWG 指增益下降到 1(0 dB)时对应的频率。小信号工作时，其值为常数，且 BWG = AvdI· BW 。 当运放闭环工作时，BWG等于反馈电路的增益带宽积。 反馈越深，Avf 越小，闭环带宽 BWf 越宽。 即　　　　　　　　　BWG = Avf· BWf 大信号动态参数 　　指集成运放输出电压随时间最大可能的变化速率。其值越大，运放高频性能越好。 　　影响 SR 主要原因：运放内部存在寄生电容和相位补偿电容。 转换速率(又称压摆率) 　　指集成运放输出最大不失真峰值电压时，允许的最高工作频率。 全功率带宽 　　当 SR 一定时，最大不失真输出电压与工作频率成反比。工作频率越高，不失真输出的 Vom 就越小。 6.4　集成电压比较器 电压比较器的作用 比较两输入信号大小，并以输出高、低电平来指示。 电压比较器的特点 输入模拟量，输出数字量。实现模拟量与数字量间的转换。 6.4.1　电压比较器的作用 电压比较器工作原理 可知，只要开环 Avd 很大，则 v+、v- 间的微小差值，即可使运放输出工作在饱和状态。 由 v+ v- 时， vo = Vomax(正饱和值) v+ v- 时， vo = Vomin (负饱和值) v+ = v- 时，逻辑状态转换 因此 * * 6.2　集成运放性能参数及对应用电路的影响 6.4　集成电压比较器 *6.3　高精度和高速宽带集成运放 6.1　集成运放应用电路的组成原理 第 6 章　集成运算放大器及其应用电路 6.1　集成运放应用电路的组成原理 　　根据集成运放自身所处的工作状态，运放应用电路分：线性应用电路和非线性应用电路两大类。 线性应用电路 - + A Z1 Zf vo vs1 vs2 i 　　Z1 或 Zf 采用非线性器件(如三极管)，则可构成对数、反对数、乘法、除法等运算电路。 　　Z1 或 Zf 采用线性器件(R、C)，则可构成加、减、积分、微分等运算电路。 组成：集成运放外加深度负反馈。 　　因负反馈作用，使运放小信号工作，故运放处于线性状态。 非线性应用电路 - + A vo vI VREF 组成特点：运放开环工作。 　　由于开环工作时运放增益很大，因此较小的输入电压，即可使运放输出进入非线区工作。例如电压比较器。 6.1.1　集成运放理想化条件下两条重要法则 理想运放 失调和漂移?0 推论 因 则 因 则 说明： 相当于运放两输入端“虚短路”。 　　虚短路不能理解为两输入端短接，只是 (v– - v+) 的值小到了可以忽略不计的程度。实际上，运放正是利用这个极其微小的差值进行电压放大的。 　　同样，虚断路不能理解为输入端开路，只是输入电流小到了可以忽略不计的程度。 相当于运放两输入端“虚断路”。 　　实际运放低频工作时特性接近理想化，因此可利用“虚短、虚断”运算法则分析运放应用电路。此时，电路输出只与外部反馈网络参数有关，而不涉及运放内部电路。 集成运放基本应用电路 反相放大器 - + A R1 Rf +- vs vo if i1 类型：电压并联负反馈 因 则 反相输入端“虚地”。 因 则 由图 输出电压表达式： 输入电阻 输出电阻 因 因深度电压负反馈 ， 同相放大器 - + A R1 Rf +- vs vo if i1 类型：电压串联负反馈 因 则 注：同相放大器不存在“虚地”。 因 由图 输出电压表达式： 输入电阻 输出电阻 因深度电压负反馈 ， 因 则 同相跟随器 - + A +- vs vo 由图得 因 由于 所以，同相跟随器性能优于射随器。 归纳与推广 当 R1 、Rf 为线性电抗元件时，在复频域内： 反相放大器 同相放大器 拉氏反变换 得 注：拉氏反变换时 加、减运算电路 反相加法器 6.1.2　运算电路 - + A R2 Rf +- vs2 vo if i2 R1 i1 +- vs1 因 则 因 i ? 0 则 即 整理得 说明：线性电路除可以采用“虚短、虚断”概念外，还可采用 叠加原理进行分析。 令 vs2 = 0 则 令 vs1 = 0 则 例如 同相加法器 - + A R2 Rf +- vs1 vo R1 +- vs2 R3 利用叠加原理： 则 减法器 Rf - + A R3 vs1 vo R2 vs2 R1 令 vs2 = 0， 则 令 vs1 = 0， 积分和微分电路 有源积分器 - + A R C +- vs vo 方法一：利用