第9章运算放大器及其应用.ppt

第9章 运算放大器及其应用 9.1 集成运算放大器 9.2 放大电路中的负反馈 9.3 集成运放的应用 9.1 集成运算放大器 1.运算放大器的基本电路构成 集成运算放大器常见的封装形式有双列直插塑料封装和金属封装，它们都有8~14个引脚，每个引脚都与内部电路的某一特定位置相连。 1.理想集成运放的特性 1）开环（无反馈）电压放大倍数Au0→∞； 2）输入电阻ri→∞； 3）输出电阻r0→0； 4）共模抑制比KCMR→∞。 2.理想集成运放分析方法 由以上特性推导出两个重要结论： 1）同相输入端的电位u+等于反相输入端电位u-，称为“虚短” Au0→∞ ui=u+-u-=u0/Au0=0 u+=u- 当一个输入端接地时，另一输入端接近地电位，称为“虚地” 2）输入电流等于零，称为“虚断”。 ri=∞ i+=i-=0 1.反相比例运算放大电路 (1)电路组成如图所示: 2.闭环(有反馈)电路放大倍数Auf根据理想运放条件,集成运放两输入端可被看作“虚断”和“虚地”来分析。 因为“虚地”，UN=0，则 例 如图所示， （1）若 求 。 2.同相比例运算放大电路 （1）电路组成 （2）闭环电压放大倍数Auf 根据理想化条件以及集成运放两输入端的“虚短”和“虚断”特点，可以得出： 结论： 1）该电路的闭环电压放大倍数Auf只与Rf和Ri的比值有关，与集成运放本身的参数无关； 2）输出电压u0与输入电压ui同相且有比例关系，比例系数为（1+Rf/Ri），故称为同相比例运算放大电路。 例 如图 （1）当 时，求 （2）当 时，求 9.2 放大电路中的负反馈 2.负反馈放大电路的框图 例 指出如图所示电路的反馈元件，并说明反馈极性。 例 图示电路为两极运放构成的放大电路，判断其反馈类型。 1.电压串联负反馈 3.电流串联负反馈 1.降低放大电路的放大倍数 2.放大倍数的稳定性得到提高 3.减小非线性失真 4.对放大器输入电阻和输出电阻的影响 9.3 集成运放的应用 1.运算电路 （1）加法运算电路 （2）减法运算电路 2.信号变换电路 （1）电压—电流变换电路 将输入电压变换成与之成正比的输出电流的电路。 （2）电流—电压变换器 电压比较器 比较器——将一个模拟量的输入电压和一个参考电压相比较的电路。 同相输入电压比较器 第9章 运算放大器及其应用 了解集成运放的使用常识。 掌握集成运放的应用。 根据理想特性 有 ，所以 集成运放的反向输入端为虚地点，故有 当 时，有 9.3 集成运放的应用 9.3.1 集成运放的线性应用 采用叠加原理可以得到输出与输入电压的关系 当ui1单独作用时，为反相放大关系 当ui2单独作用时，为同相放大关系 ui1与ui2共同作用时 当R1=R2=R3=R4时，上式变为 9.3 集成运放的应用 反相输入式 同相输入式 9.3 集成运放的应用 9.3 集成运放的应用 时, 时, 反相输入电压比较器 9.3 集成运放的应用 9.3.2 运算放大器的非线性应用 传输特性 时, 时, 9.3 集成运放的应用 主编 全安 课件制作 沈阳铁路机械学校 全安 * * * * 了解集成运算放大器的结构、特点及分类。 了解集成运放的主要参数。 掌握理想集成运算放大器的特点及其组成的基本运算电路。 集成运算放大器——具有高开环放大倍数并带有深度负反馈的多级直接耦合放大电路。 集成运算放大器的基本作用： （1）完成加法、减法、微分、积分等各种数学运算； （2）完成信号的产生、变换、处理等各种功能。 9.1 集成运算放大器 9.1.1 运算放大器的结构和特点 9.1 集成运算放大器 常用集成运算放大器的外形 集成运算 放大器 输入级 中间级 偏置电路 输出级 9.1 集成运算放大器 输出端 偏置 电路 输入级 中间级 输出级 输入端 引脚排列如图所示 双列直插式（顶视） 金属圆壳式（底视） 9.1 集成运算放大器 9.1 集成运算放大器 2.集成运算放大器符号 新标准符号 标“+”——同相输入端 标“-”——反相输入端 标“U0”——集成运算放大器