电工电子技术课程课件集成运算放大器及其应用.ppt

集成运算放大器 及其应用 本章教学基本要求 了解集成运算放大器的基本组成。 理解运算放大器的电压传输特性，了解其主要参数的意义。 掌握理想运算放大器的表示符号和基本分析方法。 理解用运放组成的比例、加减、微分、积分运算电路的工作原理。了解有源滤波电路的工作原理。 理解电压比较器的工作原理及应用。 本章讲授学时: 4学时 自学学时: 20学时 主要内容 集成运算放大器简介 理想集成运算放大器 集成运放的应用 本章小结 集成运算放大器简介 概述 集成运算放大器的组成 集成运算放大器的特点 集成运算放大器的主要参数 概述 概述 概述 集成运算放大器的组成 集成运算放大器的组成 集成运算放大器的组成 集成运算放大器的组成-内部结构 集成运算放大器的特点 为满足运算精度的要求，理想集成运算放大器的开环电压放大倍数的数值很大。零点漂移小。 差模输入电阻很高，一般在105～1011范围，如果用MOS集成电路，输入级的输入电阻高达1011以上。 输出电阻很低，一般输出级都采用互补对称电路作为输出级，所以，输出电阻一般在几十欧到几百欧 集成运算放大器的特点 集成运算放大器的特点 集成运算放大器的主要参数 1. 开环差模电压放大倍数Auo 集成运算放大器的主要参数 4. 最大共模输入电压Uicmax 理想集成运算放大器 理想集成运放的电路模型 理想集成运算放大器 传输特性的特点 理想集成运算放大器 线性区： uo=Auo(u+ - u-) 理想集成运算放大器 工作在非线性区时： 集成运放的应用 概述 运放在信号运算方面的应用 运放在信号处理方面的应用 运放应用中的反馈 集成运放的使用 概述 运算：比例、加减、积分与微分等。是线性范围内的运算，都适用叠加原理。 概述 问题2: 将反馈引到同相端还是反相端 运放在信号运算方面的应用 比例运算 加法运算 减法运算 积分运算 微分运算 综合举例 比例运算 反向比例运算 比例运算 比例运算 同向比例运算 比例运算 电压跟随器 加法运算 反向加法 加法运算 反向加法 加法运算 同向加法 加法运算 加法运算 减法运算 差动输入 减法运算 单运放的加减运算电路 比例运算电路与加减运算电路小结 都引入电压负反馈，因此输出电压稳定、输出电阻都比较小 关于输入电阻：反相输入的输入电阻小，同相输入的输入电阻高。 3.同相输入的共模电压高，要求运放的CMRR大，反相输入的共模电压小。 积分运算 积分运算 运放所构成的有源积分电路其积分曲线的线性度较好，这是因为充电电流基本恒定。 积分运算 积分电路的主要用途 微分运算 微分运算 微分运算 在控制系统中使调节过程加速的比例—微分调节器（PD调节器） 综合举例 例1：已知:RF=240k?, R1=24k?， R2=30k?, R3=12k?，R4=80k?，求输出电压与输入电压的关系。 例2：求输出电压与输入电压的关系。 例3：如图所示，求输出电压的大小。 例4：如图所示，求输出电压与输入电压的关系。 解：先求解前面运放。 解：再求解后面运放。 小结 熟记各种单运放组成的基本运算电路的电路图及放大倍数公式。 掌握以上基本运算电路的级联组合的计算。 会用 “虚开路(ii=0)”和“虚短路(u+=u–) ”分析给定运算电路的 放大倍数。 运放在信号处理方面的应用 电压比较器 有源滤波器 采样保持电路 电压比较器 电压比较器 电压比较器 电压比较器 电压比较器 有源滤波器 滤波电路的分类 按信号性质分类——模拟滤波器和数字滤波器 按所用元件分类——无源滤波器和有源滤波器 按电路功能分类——低通滤波器；高通滤波器；带通滤波器；带阻滤波器 按阶数分类——一阶，二阶 … 高阶 无源滤波器的缺点 带负载能力差。2. 无放大作用。3. 特性不理想， 边沿不陡。4.两级一阶低通滤波器串接时，各级互相 影响 有源滤波器 四种典型的频率特性 有源滤波器 有源滤波器的优点 1. 不使用电感元件，体积小重量轻。2. 有源滤波电路 中可加电压串联负反馈，使输入电阻高、输出电阻 低，输入输出之间具有良好的隔离。只需把几个低阶 滤波电路串起来就可构成高阶滤波电路，无需考虑级 间影响。 3. 除滤波外，还可放大信号，放大倍数容易 调节。 有源滤波器的缺点 不宜用于高频。2. 不宜在高电压、大电流情况下 使用。3. 可靠性较差。4. 使用时需外接直流电源。 有源低通滤波器 画出其幅频特性为 有源高通滤波器 工作原理 有源高通滤波器 工作原理 采样保持电路 当输入信号变化较快时要求输出信号能快速而准确地跟随输入信号的变化进行间隔采样。在两次采样之间保持上一次采样结束时的状态。采样保持技术常用于数字电路、计算机和程序控制等装置中。 运放应用中的反馈 在集成运放的