模拟电路-第七章 集成运放应用（2-7）.ppt

第五章 集成运算放大器的应用电路 集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性 集成运算放大器的线性应用 基本运算电路 典型应用电路 集成运算放大器非线性应用 电压比较器 张弛振荡器 5.1 集成运放的符号、模型和电压传输特性 5.1.1 集成运算放大器的符号 一、基本符号 二、实际应用符号 5.1 集成运放的符号、模型和电压传输特性 5.1.2 集成运算放大器的电路模型 一、实际模型 Auo→有限 Ro→非零 Ri→有限 Ii+=Ii-→非零 二、理想模型 Auo→∞ Ro→0 Ri→∞ Ii+=Ii-→0 5.1 集成运放的符号、模型和电压传输特性 5.1.3 集成运算放大器的电压传输特性 一、实际传输特性 Uom→最大输出幅值(≈UCC) Auo→有限：线性区特性斜率； 很大→线性区很窄(μV)； 例如：F007的开环增益Auo=100dB， Uom=10V，则线性区输入范围 2(uid)max=2(ui+-ui-)max =2Uomax/Auo=200μV 若Auo=140dB(如OP-177)，则 2(uid)max=2Uomax/Auo=2μV 5.1 集成运放的符号、模型和电压传输特性 二、电路分析条件 1、线性应用 引入深度负反馈，由电路自动 限制uid在线性区内。电路条件： 虚短：uid=0，或ui+=ui- 虚断：Ii+=Ii-=0 2、非线性应用 无负反馈，一般开环或正反馈， 电路主要工作在限幅区。无虚短、 虚断条件。 Ii+=Ii-≈0 5.2 集成运放构成的基本负反馈放大电路 5.2.1 并联电压负反馈电路 一、基本电路 虚短：U-=U+=0，则 虚断：Iid=0，则 Ii=If 所以 二、电压传输特性 闭环增益减小， 线性输入动态范围扩展； 不失真输出动态范围不变。 5.2 集成运放构成的基本负反馈放大电路 5.2.2 串联电压负反馈电路 一、基本电路 虚短：U-=U+=Ui， 虚断：Iid=0，则 所以 二、电压传输特性 闭环增益减小， 线性输入动态范围扩展； 不失真输出动态范围不变。 5.3 集成运放构成的基本运算电路 5.3.1 比例运算放大器 一、同相比例运算放大器 1、功能： 2、性能 电压放大倍数： 输入电阻：极高，理想→∞ 输出电阻：极小，理想→0 5.3 集成运放构成的基本运算电路 例：运放的开环增益Auo=100dB， 输入电阻Rid=1MHz，输出电阻 Ro=100Ω。Rf=99R1，则 电压放大倍数： 反馈深度 输入电阻： 输出电阻： 电压跟随器： 5.3 集成运放构成的基本运算电路 二、反相比例运算放大器 1、功能： 2、性能 电压放大倍数： 输入电阻：Rif→R1 密勒阻抗：Z1=Rf/(1+Auo) 则 R’if=Z1//Ri≈Z1 故 Rif=R1+R’if=R1+Z1//Ri≈R1 输出电阻：Rof →0 5.3 集成运放构成的基本运算电路 例 5.3.3 如图所示电路，试问： 1、运放A1、A2各是什么功能？ 2、求输出电压Uo与输入电压Ui的关系式。 解： 1、A1构成反相比例放大器，电路等效为(a); A2构成同相比例放大器，电路等效为(b); 2、 5.3 集成运放构成的基本运算电路 例 5.3.4 图示运放组成的反相比例放大 器，求输入信号分别为ui1=1sinωt (V)和 ui2=2sinωt (V)时的输出波形图。 解： 1、 2、 5.3 集成运放构成的基本运算电路 5.3.2 相加器电路 一、反相相加器 虚短： 虚断： 所以 若R1=R2=…=Rn，则： 5.3 集成运放构成的基本运算电路 一、同相相加器 虚短： 虚断： 所以 若R1=R2，则： 5.3 集成运放构成的基本运算电路 5.3.3 相减器电路 虚短： 虚断： 所以 若R3/R1=R4/R2，则： 通常取R1=R2=R3=R4，则： 5.3 集成运放构成的基本运算电路 例 5.3.6 称重放大器如图所示，压力传感器中的惠更斯电桥由压敏电阻 Rx和三个等值电阻R组成，压力(重量)为零时，Rx =R，uA=uB，则相减器 输出uo=0。当重量不为零时，Rx≠R，uA≠uB，相减器输出uo随Rx变化。 试求，二者变化关系？ 5.3 集成运放构成的基本运算电路 通常须保证 R1R’