[理学]2-集成运放及其基本应用.ppt

模拟电子技术基础Fundamentals of Analog Electronic 第二章 集成运放及其基本应用 第二章 集成运放及其基本应用 §2.1 放大的概念与放大电路的性能指标 一、放大的概念 二、性能指标：研究的是动态性能。 1. 放大倍数：输出量与输入量之比 2. 输入电阻和输出电阻 3、通频带 §2.2 集成运算放大电路 一、差分放大电路的概念 2. 共模信号和差模信号 共模信号：若差分放大电路的两个输入端所输入的信号大小相等、极性相同，则称之为共模信号。 差模信号：若差分放大电路的两个输入端所输入的信号大小相等、极性相反，则称之为差模信号。 对差分放大电路的要求：放大差模信号、抑制共模信号 （1）加差模信号时 4. 差分放大电路的放大倍数 5. 差分放大电路的四种接法 二、集成运放的符号及电压传输特性 集成运算放大电路因最初为实现信号的运算而得名。 高性能：输入电阻很大、输出电阻很小、差模放大倍数很大、共模放大倍数很小、频带很宽、受温度的影响很小…… 二、电压传输特性:输出电压与输入电压的函数关系 三、理想运放及其动态等效电路 §2.3 理想运放组成的基本运算电路 一、概述 （2）工作在线性区的特点 2. 研究的问题 二、比例运算电路 2. 同相输入 同相输入比例运算电路的特例：电压跟随器 三、加减运算电路 1. 反相求和 2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf 2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf 3. 加减运算 利用求和运算电路的分析结果 四、积分运算电路和微分运算电路 利用积分运算的基本关系实现不同的功能 2. 微分运算电路 讨论一：电路如图所示 讨论二 §2.4 理想运放组成的电压比较器 一、概述 3. 几种常用的电压比较器 4、集成运放的非线性工作区 二、单限比较器 2. 一般单限比较器 电压比较器的分析方法 三、滞回比较器 2. 工作原理及电压传输特性 讨论一：如何改变滞回比较器的电压传输特性 讨论二：从电压传输特性识别电路，画波形 讨论三：电路设计 （1）组成哪种基本运算电路？怎样用一个运放组成完成同样运算的电路？两个电路的主要区别是什么？ （2）为什么在求解第一级电路的运算关系时可以不考虑第二级电路对它的影响？ （1）以两个运放为核心元件各组成哪种基本运算电路？ （2）电路可等效成差分放大电路的哪种接法？与该接法的分立元件电路相比有什么优点？ 一、概述 二、单限比较器 三、滞回比较器 1. 电压比较器的功能：比较电压的大小。 输入电压是模拟信号；输出电压表示比较的结果，只有高电平和低电平两种情况，为二值信号。使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压。 广泛用于各种报警电路。 2. 电压比较器的描述方法 :电压传输特性 uO＝f(uI) 电压传输特性的三个要素： （1）输出高电平UOH和输出低电平UOL （2）阈值电压UT （3）输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向 （1）单限比较器：只有一个阈值电压 （3）窗口比较器： 有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次。 （2）滞回比较器：具有滞回特性 输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但输入电压单调变化使输出电压只跃变一次。 回差电压： 电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈 理想运放工作在非线性区的特点： 1) 净输入电流为0 2) uP uN时， uO＝＋UOM uP uN时， uO＝－UOM 无源网络 5、教学基本要求 1)电路的识别及选用；2)电压传输特性的分析。 （1）UT＝0 （2）UOH＝＋ UOM， UOL＝－ UOM （3）uI 0 时 uO ＝－UOM; uI 0 时 uO ＝＋ UOM 1. 过零比较器 2. 一般单限比较器 （1）若要UT 0，则应如何修改电路？ （2）若要改变曲线跃变方向，则应如何修改电路？ （3）若要改变UOL、UOH呢？ 作用于反相输入端 （1）写出 uP、uN的表达式，令uP＝ uN，求解出的 uI即为UT； （2）根据集成运放的输出电压幅值或输出端限幅电路决定输出的高、低电平； （3）根据输入电压作用于同相输入端还是反相输入端决定输出电压的跃变方向。 将在第三章讲述 1. 阈值电压 设uI＜－UT，则 uN＜ uP， uO＝+UOM。此时uP＝ +UT，增大 uI，直至+UT，再增大， uO才从+UOM跃变为－ UOM。 设 uI＞+UT，则 uN＞ uP， uO＝－UOM。此时uP＝ －UT，减小 uI，直至－UT，再减小， uO才从－UOM跃变为+UOM。 有反馈吗？合闸通电时uO=? 问题：uI=0时u