第5章_集成运算放大器及其应用.ppt

uo1 - RF1 + + ui1 R1 ui2 R2 R3 R4 - RF2 + + uo ui3 R5 R6 两级反相输入减法运算电路 如：设计一个加减运算电路， Rf=240k?，使 uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3 5.3.4 积分运算电路 i1 iF u–= u+= 0 ui - + + R R C uo 应用举例： 输入方波，输出三角波。 t ui 0 t uo 0 5.3.5 微分运算电路 ui - + + uo R R i1 iF C 如若输入： 则： ui t 0 t 0 uo 5.3.6 运算电路应用实例 uo R3 R3 R4 R4 uo2 R2 R2 R1 ui1 ui2 uo1 a b + - + ? _ + + ? _ + + ? 仪用放大器 R2 R2 ui1 ui2 a b + - + ? _ + + ? uo2 uo1 R1 uo R3 R3 R4 R4 uo2 uo1 _ + + ? 5.4 电压比较器 集成运放的非线性应用： 是指由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系uo=f( ui ) 不再是线性关系。 uo ? 绝大数理想运放处于开环或仅有正反馈。 + + A uo ? 处于非线性状态运放的特点 1. 虚短路不成立； 2. 输入电阻仍可以认为很大（即虚断仍存在）； 3. 输出电阻仍可以认为是0。 分析方法 三个要素： 1. 输出电压的UOH和UOL； 2. 阈值电压UT，此时 u+= u- ； uo从UOH变到UOL，或从UOL变到UOH，所对应输入的电压ui。 3. 当ui= UT时， uo的跃变方向。 5.4.1 单限电压比较器 反相比较器电路 UR=0 +UＯＭ -UＯＭ UR 电路只有一个阈值电压。ui逐渐增大或减小过程中，当通过UT时，uo产生跃变。 ui uo 0 传输特性分析 过零比较器 uo ui UR + - 同相比较器电路 uo ui UR 传输特性： -UOM +UOM ui uo 0 + - + 《电工电子学》 第5章 集成运算放大器及其应用 集成运算放大器概述 放大电路中的反馈 基本运算电路 电压比较器 信号发生器 基本运算电路 5.1 集成运算放大器概述 运算放大器是具有很高的开环电压放大倍数的直接耦合的多级放大电路。集成运放将整个电路的各个元件做在一个半导体基片上。 集成运放的封装外形如右图所示。使用时，要根据所用集成电路型号的管脚图来连接。 优 点： 工作稳定、使用方便、 体积小、重量轻、功耗小。 LM324 5.1.1 集成运算放大器的组成 差动放大 输入级 u- u+ 中间放大级 互补输出级 恒流偏置电路 差动输入级有两个输入u+、u-，当信号从u-输入，输出uo与u-极性相反，称u-反相输入端；当信号从u+输入，输出uo与u+极性相同，称u+同相输入端。 增益级 一般高增益共射电路 低阻功率输出级， 提高负载能力。 提供稳定合适的偏流 一般由恒流源组成 uo 其输入电阻高、 能减小零点漂移 和抑制干扰信号。 与uo反相 与uo同相 集成运放的基本结构 输入级 中间级 输出级 -UEE +UCC u+ uo u- 反相 输入端 同相 输入端 T3 T4 T5 T1 T2 IS Auo 开环差模 电压放大倍数 u + u - 输出端 反相 输入端 同相 输入端 信号传输方向 ui uo 集成运算放大器的符号 5.1.2 集成运算放大器主要参数 1、最大输出电压UOPP 集成运放工作在线性区的最大不失真输出电压。一般略小于电源电压。 2、开环电压放大倍数Au0 在没有外接反馈电路时所测出的差模电压放大倍数。 3、差模输入电阻 rid 差模信号作用时集成运放的输入电阻。一般在1M?以上。 4、开环输出电阻 ro 集成运放没有引入负反馈情况下的输出电阻。一般是几百欧姆。 5.1.3 集成运算放大器电压传输特性 uo _ + ? + Au0 ui Au0越大，运放的线性范围越小，必须加负反馈才能使其工作于线性区。 Uom –Uom Uim –Uim ui uo 0 线性区 饱和区 饱和区 传输特性是表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线。即 uo = f ( ui ) 线性区： uo =Au0ui 非线性区(饱和区)： 当ui Uim 时，uo = Uom 当ui -Uim 时，uo = -Uom