第10章集成运算放大器及其应用.ppt

1、工艺特点 2、集成运放的组成 3、运算放大器的符号 采用直接耦合方式。为抑制零漂，第一级采用差动放大电路。工艺相同，对称性好。 小于200PF的电容用PN结结电容来做，而大于200PF的电容只能外接。 小于30KΩ的交流电阻用三极管恒流源来代替，大于30KΩ的交流电阻和直流电阻只能外接。 集成电路中的二极管用三极管来代。 10.2 集成运算放大器的主要参数 10.3 理想集成运算放大器 1 理想运算放大器的条件 2 理想运算放大器的分析依据 1 理想集成运算放大器的条件 2 理想集成运算放大器的分析依据 *非线性分析依据（无负反馈或开环） U+ U-时，U0=UOPP 3.4.1 通用型 3.4.2 高速型和宽带型 3.4.3 高精度(低漂移型） 3.4.4 高输入阻抗型 3.4.5 低功耗型 3.4.6 功率型 特例：反相器 令R1=Rf uo= -ui 平衡电阻的取值：R2=R1||Rf 特例：电压跟随器uo=ui 2 加减运算电路 反相加法电路 同相加法电路 减法电路 例：电路如图，已知输入信号的波形如图，画出输出信号的波形，设uo(0) 1 电压比较器 1电压比较器 例：已知输入信号波形如图，画出输出电压的波形 例：已知输入信号波形如图，画出输出电压的波形 例：电路如图，已知ui=Uimsinwt，且RCT/2，画出uO1、uO2和uO3的波形 实例：街灯控制应用电路 例1：电路如图，已知输入波形，画出输出电压的波形 实例：街灯控制应用电路 工作在开环或正反馈状态。 开关特性，因开环增益很大，比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态。 非线性，因大幅度工作，输出和输入不成线性关系。 2 取样保持电路 RF=0 说明 R1=∞ RF=0 且R1=∞ + + + 判断Rf所引的反馈类型和极性 有分压电阻的同相比例运算电路 返回 反相加法电路 利用叠加原理：设ui1单独作用时，输出为uo1; ui2单独作用时，输出为uo2;由叠加原理有：uo=uo1+uo2 平衡电阻 R3=R1||R2||Rf 在反相比例运算电路的基础上，增加一个输入支路，就构成了反相输入求和电路，见下图。 同相加法电路 在同相比例运算电路的基础上，增加一个输入支路，就构成了同相输入求和电路，如图所示。 由叠加原理有 若R1=R2 例：写出uo的表达式 减法电路 令R1=R2，Rf=R 例：求uo的表达式 返回 3 积分和微分运算电路 1 积分运算电路 2 微分运算电路 返回 * 积分运算电路 对电容，有： 当t=0～1s时 ui=1V 当t=1～2s时 ui=-1V 例：利用运算放大器可以进行电子模拟计算，用来求解微分方程。解强制振动方程 式中x是位移， 是外加的强制信号 解： 强制振动方程可写为 * 微分运算电路 对电容，有： 返回 2 取样保持电路 10.6 运放在信号处理方面的应用 返回 比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。 常用的幅度比较电路有电压幅度比较器和具有滞回特性的比较器。这些比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值，有的具有两个阈值。 * 一般的比较器 * 滞回比较器 ——Schmitt触发器 返回 (1) 过零比较器和电压幅度比较器 * 一般的比较器 传输特性 将过零电压比较器的一个输入端从接地改接到一个电压值UR 上, 就得到电压幅度比较器，它的电路图和传输特性曲线如图所示。 (a)电路图 (b)传输特性曲线 (2) 固定电压比较器( 输出限幅） 保护作用：防止三极管发射结反偏击穿 在夜晚，uiUR集成运放的输出接近于15V，三极管饱和导通，继电器中的电流使开关闭和，街灯打开。 在白天uiUR集成运放的输出接近于-15V，三极管截止，继电器中的电流为0，开关断开，街灯关闭。 * 滞回比较器 单门限比较器，电路简单，灵敏度高，但是抗干扰能力差，为了提高抗干扰性，可采用滞回比较器。 电路分析 估算跳变点的电压 UI逐渐减小，当UI=U+时，输出开始跳变，由-UZ跳变为UZ UI逐渐减大，当UI=U+时，输出开始跳变，由UZ跳变为-UZ 解 例2：电路分别如图1、图2，已知输入波形，分别画出输出电压的波形 该电路在实际应用中常会出现噪声光源，如在很短时间内云层引起的光密度的脉动。输出就会出现误动作。 实例：街灯控制应用电路 (2)比较器的基本特点 返回 * * * * 返回目录 运算放大器是由直接耦合多级放大电路集成制造的高增益放大器，它是模拟集成电路最重要的品种，广泛应用于各种电子电路之中。 10.1 集成运算放大器的结构 10.2 集成运算放大器的主要参数 10.3 理想集成运算放大器 10.4 集成运算放大器分类 10.5 集成运放