[信息与通信]第6章 集成运算放大器及其应用.ppt

? ? 电流串联负反馈 例: 判断反馈类型。 RE 介于输入输出回路，有反馈。 反馈使 uBE 减小，为负反馈; 反馈不是取自输出端，为电流反馈; 反馈信号与输入信号在不同输入端,为串联反馈。 + us ? +VCC RC C1 C2 RL RE RB1 RB2 RS + uo ? + ui ? uBE ? + + uf ? iE 例: 判断反馈类型。 Rf 为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。 RL = 0，无反馈，故为电压反馈。 反馈信号与输入信号都加在了反相输入端，故为并联反馈。 电压并联负反馈 ? 反馈使净输入电流 减小，为负反馈。 R1 Rf R? + – + – + + – + RL + – 6.2.4 负反馈对放大器性能的影响 一、 降低放大倍数 由于负反馈的存在，使放大器的净输入信号减小，输出电压减小，所以包含反馈回路后的电压放大倍数降低。 二、 提高放大倍数的稳定性 放大器在工作过程中，由于环境温度变化、晶体管老化、电源电压波动等情况，都会引起输出电压变化，使电压放大倍数不稳定。 加入负反馈，在同样的外界条件变化时，电流负反馈可以稳定输出电流，电压负反馈可以稳定输出电压，电压放大倍数变化较小，即比较稳定。 三、 减少非线性失真 uf 加入 负反馈 无负反馈 F uf A ui uo + – uid uo 大 小 略大 略小 略小 略大 ui A 产生了失真 接近正弦波，失真得到改善 四、对放大电路输入电阻和输出电阻的影响 输入电阻增大 串联负反馈 电流负反馈 电压负反馈 并联负反馈 输入电阻减小 输出电阻增大，稳定输出电流。 输出电阻减小，稳定输出电压。 6.3 集成运算放大器的应用 6.3.1 基本运算电路 6.3.2 集成运放的非线性应用 6.3.1 基本运算电路 一、反相比例运算电路 虚断 虚地 平衡电阻 输入电阻: 若 则 iF R1 Rf i1 uI R? + – + – + + – + uo u+ u- 二、同相比例运算电路 可见同相比例运算电路的电压放大倍数必定大于1，而且仅由外接电阻的数值来决定，与运放本身的参数无关。 R1 iF Rf i1 uI R2 + – + + – + uo u+ u- R1 iF Rf i1 uI R2 + – + + – + uo u+ u- 上式表明：输出电压与输入电压之间也存在着比例运算关系，且输出电压与输入电压相位相同。 当 R1 = ? 时 跟随器 当R1 = ?，Rf = 0 时 Rf uI R2 + – + + – + uo uI + – + + – + uo 同相比例运算主要特点： （1）输入与输出信号同相。 （2）输入电阻大，输出电阻小。 （3）存在共模输入信号，对 KCMR 的要求高。 例: 如图所示电路，计算输出电压uo 的大小。 + – + – + + – + uo u+ 解：该电路是一电压跟随器。 u+=7.5V 输出电压 uo=7.5V 三、加法运算电路 在集成运放的反相输入端增加若干个输入信号组成的电路，就构成了反相加法运算电路，如图所示 。 iF R1 Rf i1 uI1 R? uI2 + – + – + + – + uo u+ u- i2 若 Rf = R1= R2 则 uO = ? (uI1+ uI2) R = R1 // R2 // Rf 平衡电阻 四、减法运算电路 在集成运放的两个输入端都加上输入信号，就构成了减法运算电路 ，如图所示 。 iF R1 R2 Rf i1 uI1 R3 uI2 + – + – + + – + uo u+ u- 整理可得 当 时， 和 当 时，则得 输出电压与输入电压的差值成正比例，从而能进行减法运算。 将要求实现的 与上式比较可得 例: 若给定反馈电阻RF=10k，试设计实现 的运算电路。 五、积分电路 iF R1 Cf i1 uI R? + – + – + + – + uo u+ u- 当uI为阶跃电压时，则 uo 0 t uI 0 t uo随时间线性下降，最后达到负饱和值。 例: 利用积分电路将方波变成三角波。 10 k? 10 nF 时间常数 ? = R1Cf = 0.1 ms 设 uC(0) = 0 = ? 5 V uI/V t/ms 0.1 0.3 0.5 5 ? 5 uO/v t/ms = 5 V 5 ? 5 R1 Cf uI R? + – + –