第九讲-集成运算放大器讲解.ppt

iC uO uI C A R’ R iR 移相 利用积分运算的基本关系实现不同的功能 ⑴.输入为阶跃信号 ⑵.输入为方波 ⑶. 输入为正弦波 线性积分，延时 波形变换 将比例运算和积分运算结合在一起，就组成 比例-积分运算电路。 uo CF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? RF if i1 电路的输出电压 上式表明：输出电压是对输入电压的比例-积分 这种运算器又称 PI 调节器, 常用于控制系统中, 以保证自控系统的稳定性和控制精度。改变 RF 和 CF，可调整比例系数和积分时间常数, 以满足控制系统的要求。 16.2.5 微分运算电路 if i1 由虚短及虚断性质可得 i1 = if uo C1 ui R2 RF + + – – + + ? – ? ui t O uo t O Ui –Ui 动画 若ui为恒定电压U,ui作用于电路瞬间，微分电路输出一个尖脉冲电压 比例-微分运算电路 上式表明：输出电压是对输入电压的比例-微分 控制系统中， PD调节器在调节过程中起加速作用，即使系统有较快的响应速度和工作稳定性。 —PD调节器 uo C1 ui R2 RF + + – – + + ? – ? R1 if iR iC ri = R1。共模输入电压低。 * 共模电压 = ui * * * 第16章 集成运算放大器 16.1 集成运算放大器的简单介绍 16.2 运算放大器在信号运算方面的应用 16.4 运算放大器在波形产生方面的应用 16.8 使用运算放大器应注意的几个问题 16.6 集成功率放大器 16.5 运算放大器在信号测量方面的应用 16.3 运算放大器在信号处理方面的应用 16.7 运算放大电路中的负反馈 1. 了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。 2. 理解运算放大器的电压传输特性，理解理想 运算放大器并掌握其基本分析方法。 3. 理解用集成运放组成的比例、加减、微分和 积分运算电路的工作原理。 4. 理解电压比较器的工作原理和应用。 本章要求 第16章 集成运算放大器 16.1 集成运算放大器的简单介绍 16.1.1 集成运算放大器的特点 集成运算放大器是一种具有很高放大倍数、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。 集成电路分类 模拟集成电路 数字集成电路 集成运算放大器、集成 功率放大器、集成稳压电源、集成A/D D/A等。 在集成电路工艺中难于制造电感元件；制造容量大于200pF的电容也比较困难，因而放大器各级之间都采 （1）级间采用直接耦合方式 用直接耦合，必须使用电容的场合，也大多采用外接的方法。 （2）电路结构和参数具有对称性 集成电路中的电阻是由硅半导体的体电阻构成，阻值大约为100?~30K，且阻值精度不高，因此常常用晶体管恒流源代替电阻（动态电阻）；必须使用直流高阻值的场合，也大多采用外接的方法。 由于集成电路中的各个元件是通过同一工艺过程制作在同一硅片上，同一片内的元件参数绝对值有同向的偏差，温度均一性好 （3）用有源器件代替无源器件 16.1.2 电路的简单说明 中间级 输入级 输出级 偏置电路 一、电路的基本组成及作用 输入级：要求输入电阻高，差模放大倍数高，抑制零点漂移和共模干扰信号的能力强。都采用差分放大电路。输入级有反相输入端、同相输入端两个输入端； 中间级：要求电压放大倍数高。常采用共发射极放大电路构成。 输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。 +UCC –UEE uo u– u+ 输入级 中间级 输出级 同相 输入端 输出端 反相 输入端 偏置电路：为各级放大电路提供稳定和合适的偏置电流，决定各级的静态工作点，一般由恒流源电路构成。 左图所示为μA741集成运算放大器的芯片实物外形图 从实物外形图上可看出，μA741集成运放有8个管脚，管脚的排列图、电路图符号如下： 1 μA741 2 8 7 6 5 4 3 空脚 正电源端 输出端 调零端 调零端 反相输入端 同相输入端 负电源端 集成运放的电路图符号 ∞ ＋ ＋ － U0 U+ U- 同相输入 反相输入 ∞ ＋ ＋ － +12V 输出 6 5 1 3 7 2 4 -12V 调零电位器 外部接线图 16.1.3 主要参数 1. 最大输出电压 UOPP 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。 2. 开环差模电压增益 Auo 运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。 Auo愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度