[理学]第二章 集成运算放大器的线性应用基础.ppt

2.1 集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性 2.1.1 集成运算放大器的符号 2.1.2 集成运算放大器模型 2.1.3 集成运算放大器的电压传输特性 2.2 扩展线性放大范围 ---引入深度负反馈 令Y1=Y3= ，Y2=Y4=sC,构成二阶低通滤波器 5 全通滤波器---移相器 6 由积分器和相加器构成的二阶有源滤波器 ----状态变量滤波器 7 模拟电感电路 频变负阻电路 2.5集成运放的非理想特性对实际应用的限制 2.5.1直流特性的缺陷 【例 2.3.7】电路如右图所示，当t = t1 (1s) 时，开关 S 接 a 点； 当t = t1 (1s) ~ t2 (3s) 时，开关 S 接 b 点；而当 t t2 (3s) 时，开关 S 接 c 点。已知运算放大器电源电压 15 V，初始电压 uC(0) = 0，试画出输出电压 uo(t) 的波形图。 2.3.5　微分器 利用积分器和相加器求解微分方程 2.3.6　电压-电流变换V/I和电流-电压变换I/V 1　电压-电流变换V/I 2　电流-电压变换I/V 例2.3.8 设计精密直流电压测量电路 如果R1=100K，表头最大量程100微安，输入电压的最大值是多少？ 例2.3.9 仪用放大器又称数据放大器，如下图。 调节RG，即可调节总增量，若R2=R3=10K，R1=100K，要求总增益1000、100、10、1，设计该电路 2.4 由集成运放用于信号处理—有源RC滤波器 2.4.1 理想滤波器特性及其逼近 表7–1二阶滤波器的标准传递函数,零、极点分布以及幅频特性示意图 2.4.2常用的一阶、二阶有源RC滤波器 1 一阶有源RC滤波器 2 运放作为有限增益放大器的二阶有源滤波器电路 其中： 则构成带通滤波器 设计二阶RC有源滤波器，要求：低频增益A（0）=2，Q=1，f0=1kHz 3 运放作为无限增益放大器的多重反馈有源滤波器 令Y1=1/R1，Y2=1/R2，Y3=sC3，Y4=sC4,Y5=1/R5构成带通滤波器 令C3=C4=C，其传递函数为 与表带通滤波器的标准传递函数 设计二阶RC有源带通滤波器，要求：低频增益A（ω0）=-1，Q=8，f0=1kHz 用一个低通滤波器与一个高通滤波器级联，可否构成带通滤波器?低通的截止频率和高通的截止频率应该如何选择和设置? 4 有源带阻滤波器 1〉用低通和高通并联组成带阻滤波器 2〉用带通和相加器组成带阻滤波器 * * 第二章 集成运算放大器的线性应用基础 集成运算放大器线性、非线性应用 集成运算放大器模型、电压传输特性 集成运算放大器非理想特性对实际应用限制 （a）双电源供电单数出 （b）单电源供电单数出 （c）双电源供电双数出 集成运算放大器模型 理想集成运算放大器模型 若输入差模电压反向Uid=Ui--Ui+ （a) 反向输入组态 （b) 同向输入组态 2.3由集成运放构成的基本运算电路 2.3.1　比例运算放大器 1.　同相比例运算放大器 【例 2.3.1】彰显电压跟随器的隔离 (缓冲) 作用。 　　有一内阻 Rs = 100 k? 的信号源，为一个负载 (RL = 1 k?) 提供电流和电压。一种方案是将它们直接相连 (如图(a) 所示) ；另一种方案是在信号源与负载之间插入一级电压跟随器 ( 如图(b) 所示) 。试分析两种方案负载 RL 所得到的电压 uL 和电流 iL 。 2.　反相比例运算放大器 【例 2.3.3】电路如图所示，试问 (1) 运放 A1、A2 的功能各是什么？ (2) 求输出电压 Uo 与输入电压 Ui 的关系式，即总增益 Auf=Uo/Ui的表达式。 【例 2.3.4】有一运放组成的反相比例放大器，如右图所示，电源电压UCC = | UEE | = 12 V，求输入信号分别为ui1 = 1sin?t (V) 和 ui2 = 2sin?t (V) 时的输出波形图。 2.3.2　相加器 1.　反相相加器 【例 2.3.5】试设计一个相加器，完成 uo = - (2ui1 + 3ui2) 的运算，并要求对ui1、ui2的输入电阻均大于等于100 k?。 2.　同相相加器 2.3.3　相减器 【例 2.3.6】利用相减器电路可以构成“称重放大器” 。 试问，输出电压 uo 与重量 ( 体现在 Rx 变化上) 有何关系。 2.3.4　积分器 差动积分器 *