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【电工电子学】ch9 集成运算放大器.ppt

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第9章 集成运算放大器 9.1 集成运算放大器概述 9. 1. 2 差动放大电路 1、电路组成 2. 信号输入 2. 信号输入 (3) 比较输入 3. 零点漂移的抑制 4. 输入和输出方式 1. 主要参数 理想运放工作在线性区的特点 9.2 放大电路中的负反馈 9.2.1 反馈的基本概念 2. 反馈的分类 3. 负反馈放大电路的一般表达式 (1) 反馈极性的判别 (2)反馈方式的判别 1.串联电压负反馈 1.串联电压负反馈 2.串联电流负反馈 2.串联电流负反馈 3.并联电压负反馈 3.并联电压负反馈 4.并联电流负反馈 4.并联电流负反馈 4.并联电流负反馈 例1: 例2: 9.2.3 负反馈对放大电路性能的影响 1. 提高放大倍数的稳定性 2. 扩展通频带 3. 减小非线性失真 4. 对输入电阻和输出电阻的影响 9.3 运算放大器在信号运算方面的运用 9.3.1 比例运算 1.反相比例运算 2. 同相比例运算 9.3.2 加法运算电路 1. 反相加法运算电路 2. 同相加法运算电路 9.3.3 减法运算电路 9.2.4 积分运算电路 9.3.5 微分运算电路 比例-微分运算电路 9.4 运放在信号处理方面的应用 9.4.1 有源滤波器 1. 有源低通滤波器 2. 有源高通滤波器 9.4.2 电压比较器 1. 基本电压比较器 2. 过零电压比较器 3. 有限幅的比较器 9.5 运放在信号产生方面的应用 9.5.2 RC正弦波振荡电路 1. 正弦波振荡电路的组成 RC正弦波振荡电路 2. RC串并联选频网络的选频特性 工作原理 2) 稳定振荡 利用电压比较器 将正弦波变为方波 UR uo ui R2 + + ? – ? R1 + – + + – – 电压传输特性 –Uo(sat) +Uo(sat) ui uo O UR= 0 t ui O t uo +Uo(sat) –Uo(sat) O 电压比较器在数据检测、自动控制、超限控制报警和波形发生等电路中得到广泛应用。 设稳压管的稳定电压为UZ, 忽略稳压管的正向导通压降 则 ui UR,uo = UZ ui UR,uo = –UZ UZ –UZ 电压传输特性 –Uo(sat) +Uo(sat) ui uo O UR uiUR 时,uo = +Uo (sat) ui UR 时,uo = – Uo (sat) uo R DZ UR uo ui R2 + + ? – ? R1 + – + + – – 例1:图中所示为运放组成的过温保护电路,R 是热敏电阻,温度升高阻值变小。KA 是继电器,温度升高,超过规定值,KA 动作,自动切断电源。分析其工作原理。 温度 超过 规定值, ui UR, uo= +UOM, T 导通。 KA 动作, 切断电源。 温度未超过规定值, Ui UR, uo= –UOM, T 截止。 KA 不动作。 R1 R2 UR R R4 KA +UCC T R3 + – + ui uo 电压传 输特性 uo O UO(sat) –UO(sat) 例2: 电路如图所示, ui 是一正弦电压, 画出 uo 的波形。 O t UO(sat) –UO(sat) 解:运放为同相输入过零电压 比较器 uo O t O t O t –UO(sat) UO(sat) 各电压波形如右图所示。 R1 R2 ui uo + – + C D RL R ? 波形发生器的作用: 产生一定频率、幅值的波形(如正弦波、方波、三角波、锯齿波等)。 特点:不用外接输入信号,即有输出信号。 1. 自激振荡及其产生的条件 放大电路在无输入信号的情况下,就能输出一定频率和幅值的交流信号的现象。 开关合在 “1”为无反馈放大电路。 开关合在“2” 为 有反馈放大电路 开关合在“2”时, 去掉ui 仍有稳定的输出。反馈信号代替了放大电路的输入信号。 自激振荡状态 1 S A 2 F 9.5.1 产生正弦波振荡的条件 自激振荡的条件 (1) 幅度条件: (2) 相位条件: n是整数 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈; 幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡,还必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A 或反馈系数F 达到) 。 自激振荡的条件 正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号。它的频率范围很广,可以从一赫以下到几百兆以上;输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦;输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。 常用的正弦波振荡器 LC振荡电路:输出功率大、频率高。 RC振荡电路:输出功率小、频率低。

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