chapter16集成运放电路.ppt

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 16.1.2 电路的简单说明 16.1.3 主要参数 16.1.4 理想运算放大器及其分析依据 1. 理想运算放大器 3. 理想运放工作在线性区的特点 16.2 运算放大器在信号运算方面的运用 16.2.1 比例运算 1. 反相比例运算 2. 同相比例运算 2. 同相比例运算 16.2.2 加法运算电路 1. 反相加法运算电路 2. 同相加法运算电路 16.2.3 减法运算电路 16.2.4 积分运算电路 16.2.5 微分运算电路 比例-微分运算电路 16.3 运放在信号处理方面的应用 16.3.1 有源滤波器 1. 有源低通滤波器 2. 有源高通滤波器 1. 电路 2. 工作原理 16.3.3 电压比较器 1. 基本电压比较器 输出带限幅的电压比较器 过零电压比较器 2. 滞回比较器 16.4 运放在波形产生方面的应用 16.4.1 矩形波发生器 1. 电路结构 2. 工作原理 3. 工作波形 4. 周期与频率 16.4.2 三角波发生器 1. 电路结构 2. 工作原理 3. 工作波形 4. 周期与频率 16.4.3 锯齿波发生器 1. 电路 2. 波形 若频率 ? 为变量，则电路的传递函数 其模为 幅频特性 ?0 | Auf0 | | T(j?) | ? O 当? ?0时，| T(j?)| 衰减很快 显然，电路能使低于?0的信号顺利通过，衰减很小，而使高于?0的信号不易通过，衰减很大，称一 阶有源低通滤波器。 为了改善滤波效果，使 ? ?0 时信号衰减得更快些，常将两节RC滤波环节串接起来，组成二阶有源低通滤波器。 uo RF C R + + ? – ? R1 + – ui + – R C 一阶 二阶 幅频特性 ?0 | Auf0 | | T(j?) | ? O ui uo RF C R + + ? – ? R1 + – + – 设输入为正弦波信号，则有 故： 可见，电路使频率大于?0 的信号通过 ，而小于?0 的信号被阻止，称为有源高通滤波器。 若频率 ? 为变量，则电路的传递函数 其模为 幅频特性 ?0 | Auf0 | | T(j?) | ? O 模拟开关 模拟输入信号 16.3.2 采样保持电路 S uC + – ui + – uo + – + + ? – ? 采样保持电路，多用于模 - 数转换电路（A/D）之前。由于A/D 转换需要一定的时间，所以在进行A/D 转换前必须对模拟量进行瞬间采样，并把采样值保存一段时间，以满足A/D 转换电路的需要。 用于数字电路、计算机控制及程序控制等装置中。 采样存储 电容 控制信号 电压跟随器 16.3.2 采样保持电路 1. 电路 采样阶段： uG为高电平， S 闭合(场效应管导通)， ui对存储电容C充电， uo= uC = ui 。 保持阶段： uG为 0， S 断开(场效应管截止)，输出 保持该阶段开始瞬间的值不变。 采样脉冲 ui t o uG t o 采样速度愈高，愈接近模拟信号的变化情况。 S uC + – ui + – uo + – + + ? – ? 电压比较器的功能： 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。 用途： 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 。 运放工作在开环状态或引入正反馈。 理想运放工作在饱和区的特点： 1. 输出只有两种可能 +Uo (sat) 或–Uo (sat) 当 u+ u－ 时， uo = +Uo (sat) u+ u－ 时， uo = – Uo (sat) 不存在 “虚短”现象 2. i+= i－ ? 0 仍存在“虚断”现象 电压传输特性 uo u+– u– –Uo(sat) +Uo(sat) 饱和区 O 电压传输特性 –Uo(sat) +Uo(sat) 运放处于开环状态 阈值电压(门限电平)：输出跃变所对应的输入电压。 ui uo O UR UR uo ui R2 + + ? – ? R1 + – + + – – 当 u+u– 时，uo= +Uo (