集成运算放大器的线性应用基础教程.ppt

第2章 集成运算放大器的线性应用基础; 集成运算放大器(简称集成运放)是利用集成工艺制作的高性能电压放大器。由于体积小、重量轻、价格便宜，目前已作为一种高增益模块被广泛用于电子设备中。;集成运放作为电压放大器的电路模型;线性放大 区趋于零;串联电压负反馈;串联电压负反馈;传输特性 ;结论：理想集成运放线性应用的条件和分析要点;一. 反相比例运算（放大）电路;二. 同相比例运算（放大）电路; [例1] 电路如图，求输出电压uo1和uo。 若ui为图示的正弦波，试画出 uo1和uo的波形。(已知UCC=12V) ;;; 2. 3. 2 加法器uo= aui1+ bui2+ …; 二、同相加法器; [例2] 设计一个加法器电路并确定元件参数，实现 uo=－(5ui1+7ui2); [例3] 设计一个加法器电路并确定元件参数，实现 uo=3ui1+10ui2; 2.3.3 减法器 uo=aui1-bui2 相减器的输出电压与两个输入信号之差成正比。;－; 若要实现 a b+1的减法运算，则电路的一般形式为; 若要实现 a b+1的减法运算，则电路的一般形式为; 2.3.4 积分器电路 ; [例4] 电路如图所示，R=10kΩ，C=0.01μF。已知运放的最大输出电压|Uom|=12V，初始电压uC(0)=0。已知输入为图示的方波信号。 1. 试画出输出电压uo的波形图。 2. 求输出电压uo的幅度及确定输出电压达到最大值的时间。;6.4; 即为差动积分器。; 2.3.5 微分器 将积分器的积分电容和电阻的位置互换，就成了微分器，如图所示。; 微分器的高频增益大。通常输入含有高频噪声和干扰，则输出噪声和干扰将增大，而且电路可能不稳定，所以微分器很少直接应用。 在需要作微分运算时，通常用积分器间接来实现。例如，解如下微分方程： ; [例5] 比例－微分调节器（PD调节器);2.4 线性变换电路; [例6] 作为光传感器的光敏二极管或光敏三极管产生的微弱光电流转换为电压输出信号的电路，如图所示。;负载浮地;由于u+= u-，且 R3 /R2=R4/ R1 则变换关系可简化为; 三. 电流源–电流源(I/I)变换电路(电流放大器) ;[例7] 测量放大电路如图所示，求输出电压uo。;[例8] 电路如图所示，求输出与输入的关系式。; 作业： p67 2-1, 2-2, 2-7, 2-10(a)(c), 2-14, 2-17, 2-30。;[例8] 电路如图所示，求输出与输入的关系式。; uM;2.5 有源RC滤波器 ;2.5.1 滤波器的类型;契比雪夫(Chebyshev)滤波器：通带有等波纹起伏。; 高频段：采用R、L、C实现—无源RLC滤波器。 及采用压电材料实现—晶体滤波器和声表面波滤波器。 ; 2.5.2. 一阶RC有源滤波器;加运放构成同相和反相一阶RC有源滤波器，以低通为例;电路组成结构; 为提高Q值，加运算放大器并引入反馈。反馈有两种： 正反馈：提高ω0处的增益，使通带平坦。 负反馈：在过渡带加大负反馈，加快其增益下降。;对二阶低通滤波器，取;ω=ω0处 A(ω)/K=Q; 二. 无限增益放大器的多环反馈型电路(负馈电路) 一般电路如图所示。运放同相端接地，信号从反相端输入，输出信号分别通过Y4和Y5反馈到输入端。; 则该电路为带通滤波器，如图所示。;调整R2可改变中心频率; 画出幅频特性如图所示。;正馈电路;; 2. 用带通和相加器组成带阻滤波器 用带通和相加器组成的带阻滤波器其框图如图所示。 ;设计A(ω0) =－1，则;设计A(ω0) =－1，则; 下图给出一个用于滤除工频干扰的50Hz陷波器电路。其中：A1组成负馈带通滤波器，A2组成反相加