运算放大的计算方法.ppt

实操考试题 1、（本题为必答题，初级、助理级考生都必须作答。40分） 请设计并完成一个运放调理电路。基本参数如下，输入电压在0～0.2V可调，放大器放大倍数1～11倍（输出范围为0～2.2V），具有过压保护功能，设计内容包括： （1）0～0.2V可调输入分压电路。 （2）1～11倍的放大器电路。 （3）放大器输出过压保护电路(最大不超2.5V）。 请正确画出电路设计原理图，并结合设计内容进行说明。 注：可提供三组电压：－12V、＋12V和+5V，+5V可以作为可调分压电路的一端。 2、（初级、助理必答，50分）请用面包板在EDP试验箱上设计并完成一个运放调理电路。基本参数如下: 输入电压可在0～0.2V可调，放大器放大倍数1～11倍，具有过压保护功能，设计内容包括： （1）完成0～0.2V可调输入分压电路设计，硬件实现。（8分） （2）输入电压在0.1V左右时，完成1～11倍的放大器电路设计，硬件实现。（15分） （3）放大器具有输出过压保护电路。（最大不超过2.5V），硬件实现。（12分） （4）电路安装、焊接质量。（15分） 注：可提供三组电压：－12V、＋12V和+5V，+5V可以作为可调分压电路的一端。 3、利用三极管（9012）、20欧姆/2W电阻设计一个单片机I/O可以控制的加热模块（20欧姆/2W的电阻为被加热对象），画出电路图。 4、利用1K的热敏电阻（NTC）以及色环电阻设计一个温度采集器，要求输出电压值，当热敏电阻为1K时，输出电压不大于0.5V，画出电路图。 5、利用运算放大器对温度采集器输出的电压进行比例放大，放大倍数1～6倍可调，放大器具有输出过压保护电路（最大输出不超过3.6V），画出电路图。 集成运放 集成运算放大器（简称运放）是一种高增益、高输入电阻、低输出电阻的多级直接耦合放大器，其内部结构如下图： 集成运放的理想化条件 　　理想集成运放的各项指标。 即：Avd （差模开环电压增益） →∞； Rid （差模输入电阻 ） →∞；越大越好 Ro （输出电阻） =0；越小越好 KCMR （共模抑制比） →∞；越大抑制性越好 　　 IIB（输入偏置电流） =?(IB1+IB2)；（越小越好） 　　 理想运放线性运用的两个重要特点： 　运放的两个工作区： 　线性区： 　　　输入、输出满足Uo=Aud(U+-U-) 工作在线性区的运放必须引入深度负反馈。 　非线性区： 　　　工作在开环或引入正反馈的运放工作在非 线性区。 理想运放工作在线性区时，有两个重要特点： （1）同相端电位与反相端电位相等： 　　　U+ = U- 称为“虚短”； （2）同相输入端与反相输入端的输入电流均为零 I+ = I- =0 称为“虚断”。 虚短、虚断是分析运放线性运用电路的基本出发点 例1：A为理想运放，写出uo表达式。 例2：写出uo1表达式，设运放为理想运放。 运放主要性能参数（直流） 输入失调电压： 一个理想的运放，当两个输入端加相同的电压或直接接地时，其输出电压应为零，但实际上不为零。为使输出电压为零，在两个输入端间加有补偿直流电压VIO，该VIO称为输入失调电压。 输入失调电流： 当运放的输出电压为零时，将两输入端偏置电流的差称为输入失调电流，即 IIO＝ IB＋－ IB－ 其中IB＋为同相输入端基极电流，IB－为反相输入端基极电流。 运放主要性能参数（直流） 共模抑制比： 将运放的差模电压放大倍数AVD与共模电压放大倍数AVC之比称为共模抑制比，用KCMR表示，单位一般用dB 运放主要性能参数（交流） 增益带宽积： 运放的带宽BW通常等于截止频率fc。增益越高，带宽越窄，增益带宽积为常数，即 AV×BW＝常数 将放大倍数等于1时的带宽称为单位增益带宽。 转换速率（摆动率）： 运放在大幅度阶跃信号作用下，输出信号所能达到的最大变化率称为转换速率或摆率，用SR表示，其单位为V/us。 集成运放的基本应用 反相放大器 集成运放的基本应用 同相放大器 特例：当 Rf = 0，R1 = ∞， Auf = Uo / Ui = 1，Uo = Ui 称为电压跟随器。 集成运放的基本应用 差动放大器 集成运放的基本应用 弱信号检测放大器 集成运放的基本应用 窗比较器 集成运放的基本应用 有源滤波器：fc =20KHz 集成运放的基本应用