[工学]机械原理第17章.ppt

17 · 1 集成运算放大器的简单介绍 二、集成电路的分类 三、集成电路的特点： 1、制造容量大于2000PF的电容元件很困难，如需大电容必须外接，所以集成运放都采用直接耦合放大电路。 反相端为“虚地”的现象是反相输入运算放大器的重要特点。 反馈类型： a. 共模u-?u+=ui 对 KCMRR 要求高 测量放大器的原理电路 17 . 6 集成功率放大器 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ∞ _ + + R2 CF uo ui if R1 i1 RF +uC - 比例—积分调节器（PI调节器） 17 · 2 · 5 微分运算 ∞ _ + + R2 + C1 uo ui if RF i1 +uC - 当ui为阶跃电压时 ui o t Ui uo o t ∞ _ + + R2 + C1 uo ui if RF iR R1 iC 比例—微分调节器（PD调节器） 17 · 3 集成运算放大器在信号处理方面的应用 17 · 3 · 1 有源滤波器 滤波器是一种选频电路。 按选择频率范围的不同，滤波器可分为低通、高通、 带通和带阻等。 f 0 T(f) f 0 T(f) f 0 T(f) f 0 T(f) 将RC组成的无源滤波器再接到运算放大器的输入端， 就构成有源滤波器。 优点：体积小、效率高、频率特性好等。 1、有源低通滤波器 C ui R + - uC ∞ _ + + R1 uo RF 设ui为正弦量 截止角频率 0 2、有源高通滤波器 ∞ _ + + R1 C uo ui RF R 截止角频率 0 3、有源带通滤波器 ui 低通 滤波器 高通 滤波器 uo 0 0 0 4、有源带阻滤波器 ui 低通 滤波器 高通 滤波器 uo 0 0 0 17 · 3 · 2 采样保持电路 当输入信号变化较快时， 要求输出信号能快速而准确 地跟随输入信号的变化进行间隔采样。 在两次采样之间保持上一次采样结束时的状态。 ∞ _ + + R C uo ui + uC - 控制信号 S S 是模拟开关 开关闭合， 电路处于采样周期。 开关断开， 电路处于保持周期。 0 uo ui t 控制信号 采样 保持 17 · 3 · 3 电压比较器 在输入端将输入电压和参考电压进行比较， 在输出端用高电平和低电平来表示比较的结果。 _ + + R1 ui R2 uR uo ∞ uo 0 +Uo(sat) -Uo(sat) ui uR uo 0 +Uo(sat) -Uo(sat) ui uR 运算放大器工作在饱和区(非线性应用)， 输入端： 模拟量 输出端： 数字量 _ + + R1 uR R2 ui uo ∞ 17 · 3 · 3 电压比较器 电压比较器能将正弦波电压变换为矩形波电压。 uo 0 +Uo(sat) -Uo(sat) ui uR 0 ui t uR 0 uo t +Uo(sat) -Uo(sat) _ + + R1 ui R2 uR uo ∞ 17 · 3 · 3 电压比较器 当uR=0时，称为过零比较器。 ∞ _ + + R1 ui R2 uo uo 0 +Uo(sat) -Uo(sat) ui 0 ui t 0 uo t +Uo(sat) -Uo(sat) 有限幅比较器 +UZ - UZ +UZ - UZ DZ R [例题] ∞ _ + + R1 ui R2 uo C R RL uo uo ′ ″ D 0 ui t uo 0 +Uo(sat) -Uo(sat) ui uo 0 t +Uo(sat) -Uo(sat) ″ 0 t ′ uo 0 t uo 17 . 5 运放在信号测量方面的应用 在自动控制和非电测量等系统中，常用各种传感器将非电量(如温度、应变、压力和流量等) 的变化转换为电信号(电压或电流) ，而后输入系统。但这种非电量的变化是缓慢的，电信号的变化量常常很小 ( 一般只有几毫伏到几十毫伏)，所以要将电信号加以放大。 测量放大电路的作用是将测量电路或传感器送来的微弱信号进行放大，再送到后面电路去处理。 一般对测量放大电路的要求是输入电阻高、噪声低、稳定性好、精度及可靠性高、共模抑制比大、线性度好、失调小、并有一定的抗干扰能力。 ui1 + + ∞ R2 + + ∞ uo2 uo1 uo R6 R6 R4 R4 + + ∞ R2 R1 + ui2 ui + + A2 A1 A3 ? ? ? – – – – – – – + 对A1和A2有 对A3有