集成运算放大器的分析与应用.pptVIP

第1章 绪论 第2章 半导体器件基础 第3章 双极型模拟集成电路的基本单元电路 第4章 MOS模拟集成电路的基本单元电路 第5章 负反馈放大电路 第6章 集成运算放大器的分析与应用 第7章 直流电源电路 第6章 集成运算放大器的分析及应用 第6章 集成运放的分析及应用 6.1 集成运算放的组成及基本特性 6.2 集成运算放大器的主要参数 6.5 电压比较器 6.6 波形发生器 2. 电路组成 3. 工作原理 3. 工作原理（续） 1. 电路组成 用积分运算电路可将方波变为三角波。 2. 工作原理 三角波发生电路的振荡原理 3. 波形分析 6.7 集成运放的其他应用电路 1.一阶低通有源滤波 2.一阶高通有源滤波 1. 一阶低通有源滤波和积分器(有直流负反馈）电路形式相同，工作原理有区别吗？ 2.一阶高通有源滤波和微分器实用电路形式相同，工作原理有区别吗？ 推导过程（续）： T2 5. 占空比可调电路 思考题:为了占空比调节范围大，R3应如何取值？ 正向充电和反向充电时间常数可调，占空比就可调。 一、矩形波发生电路（续） T1 T2 T1 占空比可调电路分析过程： 两个RC环节 实际电路将两个RC 环节合二而一 为什么采用同相输入的滞回比较器？ uO要取代uC，必须改变输入端。 集成运放应用电路的分析方法： 化整为零（分块），分析功能（每块），统观整体，性能估算。 二、三角波发生电路 uC 滞回比较器 积分运算电路 求滞回比较器的电压传输特性：三要素uOH 、 uOL ， UT 。 二、三角波发生电路(续） up1 初始态：合闸通电，通常C 上电压为0。设uO1↑→ uP1↑→ uO1↑↑，直至uO1 ＝ UZ（第一暂态）； 第一暂态：积分电路反向积分，t↑→ uO↓，一旦uO过- UT ，uO1从+ UZ跃变为- UZ （第二暂态） 。 第二暂态： 积分电路正向积分，t↑→ uO↑， 一旦uO过+ UT ， uO1从 - UZ跃变为+ UZ ，返回第一暂态。 重复上述过程，产生周期性的变化，即振荡。 电路状态翻转时，uP1=? up1 思考题：如何调整三角波的幅值和频率？ 振荡中间过程 三、锯齿波发生电路 1. RW的滑动端在最上端和最下端时的波形？ 2. R3短路时的波形？ 三、锯齿波发生电路（续） 思考题： 一、电压—电流变换电路 二、RC有源滤波器 三、测量放大电路 四、单电源供电放大电路 五、线性稳压电路 一、电压—电流变换电路 ? 电流—电压变换电路 Is Uo= -IsRf Uo Rf RP - + RL Us Uo - + R1 IL ? 电压—电流变换电路 IL=Us/R1 根据反相比例运算电路的分析 频率特性 截止频率 滤波增益 |A|=R2/R1 二、RC有源滤波器 特性曲线： 据反相比例运算电路的分析: 频率特性 截止频率： 滤波增益： |A|=R2/R1 二、RC有源滤波器（续） 特性曲线: R3 R1 U1 Uo Rf - + R2 U2 当U1和U2共同作用时： 若R1=R2 R3=Rf 小结： 当R1=R2，R3=Rf时，减法器的输出电压为两个输入信号 之差乘以放大系数Rf/R1, 故又称它为差分放大器。 2)为减小失调误差，需 R1//Rf=R2//R3。 三、减法器（续） 四、积分器 R ui(t) uo(t) - + i (t) if(t) ∵I+=I- ≈0→ i1(t) = if(t) U+= 0 可得 C t ui(t) E t uo(t) -Uo(sat) 积分器的输出电压与输入电压呈积分 关系，积分时间常数为RC。 ? 当ui(t)=E时, uo(t)~t按负斜率下降，最终达到负饱和值。 ∵ U+= U-，∴ U- =0 积分器应用 ? 数学运算 ? 波形变换。如将一方波变换成三角波 R ui(t) uo(t) - + i (t) if(t) C ui(t) t uo(t) t ? 实现波形变换，将一方波变换成三角波 积分器应用（续） R ui(t) uo(t) - + C Rf 加入直流反馈Rf 的作用：抑制直流漂移，提高控制精度，防止低频、直流增益过大 。 积分器应用（续） R ui(t) uo(t) - + i (t) if(t) C 五、微分器 Rf ui(t) uo(t) - + C ic (t) ∵I+=I- ≈0, ic(t) = if(t) ∵U+=U-=0 if(t) R1的作用是: 适当减小放大器高频增益; 抑制高频噪声。 微分器实用电路 微分器应用 ? 数学运算 ? 波形变换 微分器应用 注意：在设计微分器时，元件RfC的乘积受运放最大输出电压