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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 一、 集成运算放大器的特点 二、 差动放大电路 1、电路结构 2、基本差动放大电路的工作特点 3、典型差动放大电路 五、 理想运放及其分析依据 9.2 放大电路中的负反馈 一、什么是反馈 三、反馈的分类 例2： 六、负反馈对放大电路性能的影响 1. 对放大倍数的影响 2. 改善波形的失真 3. 展宽通频带 4. 对输入电阻的影响 8.3 运算放大器在信号运算方面的运用 一、比例运算 1、反相比例运算 一、比例运算 1、反相比例运算 2、同相比例运算电路 二、加法运算 1、反相加法运算 2、同相加法运算 三、减法运算 四、积分运算 比例—积分运算 五、微分运算 7.4 运放在信号处理方面的应用 一、有源滤波器 二、电压比较电路 1、基本比较电路 3. 输出带限幅的电压比较电路 4. 过零电压比较电路 分析方法二： + + ∞ . . uo RF u+ u_ 。 。 . ui2 。 Ri2 R1 ui1 Ri1 也可写出 u-和 u+的表达式，利用 u-= u+ 的 性质求解。 平衡电阻： Ri1 // Ri2 = R1 // RF 后一页 返回 前一页 + + ∞ . . uo RF u+ u_ 。 。 . ui2 。 Ri2 R1 ui1 Ri2 + + ∞ . . . ui2 ui1 uo R2 RF u+ u_ 。 。 Ri1 Ri2 。 反相加法运算电路 同相加法运算电路 前一页 后一页 返回 1、输入电阻低； 1、输入电阻高； 前一页 后一页 反相加法运算电路的特点： 同相加法运算电路的特点： 2、共模电压低； 3、当改变某一路输入电阻时，对其它路无影响； 2、共模电压高； 3、当改变某一路输入电阻时，对其它路有影响； 返回 由虚断可得： 由虚短可得： 分析方法一： 常用做测量 放大电路 + + ∞ . . . ui2 ui1 uo R3 RF u+ u- 。 。 R1 。 R2 后一页 返回 前一页 R2 // R3 = R1 // RF 如果取 R1 = R2 ， R3 = RF 如果取 R1 = R2 = R3 = RF 输出与两个输入信号的差值成正比。 + + ∞ . . . ui2 ui1 uo R3 RF u+ u- 。 。 R1 。 R2 后一页 返回 前一页 分析方法二：利用叠加原理 减法运算电路可看作是反相比例运算电路 与同相比例运算电路的叠加。 + + ∞ . . . ui2 ui1 uo R3 RF u+ u- 。 。 R1 。 R2 后一页 返回 前一页 由虚短及虚断性质可得 i1 = if iF=? CF + + ∞ . uo R2 u+ u_ 。 R1 ui 。 . i1 if + – 后一页 返回 前一页 若输入信号电压为恒定直流量， 即 ui= Ui时，则 uo t 0 -UOM +UOM t 0 ui 积分饱和 线性积分时间 线性积分时间 输出电压随时 间线性变化 后一页 返回 前一页 当电容CF的初始电压为 uc(t0) 时，则有 前一页 后一页 采用集成运算放大器组成的积分电路，由于充电电流基本上是恒定的，故u0是时间t的一次函数，从而提高了它的线性度。 将比例运算和积分运算结合在一起，就组成 比例—积分运算电路。这种运算器又称PI调节 器，常用于控制系统中，以保证自控系统的稳 定性和控制精度。 返回 电路的输出电压 + + ∞ . . ui uo R2 RF u+ u- 。 。 R1 CF iF i1 uc 输出电压是对输入电压的比例—积分 上式表明： 改变RF和CF，可调整比例系数和积分时间常数， 以满足控制系统的要求。 iF 前一页 后一页 —PI调节器 + – 返回 uo t 0 t 0 ui + + ∞ . uo R2 u+ u_ 。 ui RF 。 . C1 i1 if 前一页 后一页 由虚短及虚断性质可得 返回 比例—微分运算 输出电压是对输入电压的比例—微分 上式表明： 控制系统中， PD调节器在调节过程中起加速 作用，即使系统有较快的响应速度和工作稳定性。 + + ∞ . uo R2 u+ u_ 。 RF ui 。 . C1 i1 if R1 iR —PD调节器 前一页 后一页 返回 uo + + ∞ . ui R’ RF u+ u_ 。 。 R1 . 。 。 + + ∞ . . uo R2 RF u+ u_ 。 ui 。 R1 + + ∞ . uo R’ u+ u_ 。 R1 ui 。 . . RF . + + ∞ ui uo u+ u_ 。 。 R1 将输出电压 反馈到输