电路与电子技术课件-集成运放的应用.pptVIP

滤波电路的分类 1. 按信号性质分类 3. 按电路功能分类: 低通滤波器；高通滤波器； 带通滤波器；带阻滤波器 2. 按所用元件分类 模拟滤波器和数字滤波器 无源滤波器和有源滤波器 4. 按阶数分类: 一阶，二阶 … 高阶 §8.2 有源滤波器 传递函数： 幅频特性 相频特性 滤 波 器 传递函数的定义 ? 低通 高通 带通 带阻 四种典型的频率特性 ? ? ? 无源滤波器的缺点（以一阶滤波器为例） 传递函数： R C R 1. 带负载能力差。 2. 无放大作用。 3. 特性不理想，边沿不陡。 截止频率处： 0 1 ? 0.707 ?o 截止频率 此电路的缺点： 将两级一阶低通滤波器串接 ？ ? 各级互相影响！ R C R C R 有源滤波器的优点： 1. 不使用电感元件，体积小重量轻。 2. 有源滤波电路中可加电压串联负反馈，使输入电阻高、输出电阻低，输入输出之间具有良好的隔离。只需把几个低阶滤波电路串起来就可构成高阶滤波电路，无需考虑级间影响。 3. 除滤波外，还可放大信号，放大倍数容易调节。 有源滤波器的缺点： 1. 不宜用于高频。 2. 不宜在高电压、大电流情况下使用。 3. 可靠性较差。 4. 使用时需外接直流电源。 一阶有源低通滤波器 传递函数中出现? 的一次项，故称为一阶滤波器。 R R1 RF C + - + 幅频特性： 相频特性： 有放大作用 3. 运放输出，带负载能力强。 幅频特性与一阶无源低通滤波器类似 电路的特点： 2. ? =?o 时 1. ? =0 时 解出： 其中： R R1 RF C + - + C R P 二阶有源低通滤波器 传递函数中出现? 的二次项，故称为二阶滤波器。 0 3dB R1=? 时：AF=1 ? =?o时： R C + - + C R P R R1 RF C + - + R R1 RF C + - + 由低阶有源滤波器构成高阶有源滤波器 例：两个一阶有源滤波器串接构成二阶有源滤波器。 分析简单 一阶低通和二阶低通幅频特性曲线的区别： -3dB AF 理想低通 一阶低通 二阶低通 阶数越高，幅频特性曲线越接近理想滤波器。 0 如何组成高通滤波器？ 将低通滤波器中的R、C 对调，低通滤波器就变成了高通滤波器。 R C R1 RF + - + 低通滤波器 R1 RF + - + 高通滤波器 R 一阶有源高通滤波器 R1 RF + - + 高通滤波器 R 幅频特性： 0 ?o + + uo ui UR uo ui 0 +Uom -Uom UR UR为参考电压 当ui UR时 , uo = +Uom 当ui UR时 , uo = -Uom 特点:运放处于 开环状态 §8.3 电压比较器 单门限比较器 + + uo ui UR uo ui 0 +Uom -Uom UR 当ui UR时 , uo = +Uom 当ui UR时 , uo = -Uom 若ui从反相端输入 集成运放的应用 8.1 集成运放在数学运算中的应用 8.2 有源滤波器电路 8.3 电压比较器 ui uo +UOM -UOM ? Ao越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。 ui uo _ + ? + Ao 例：若UOM=12V，Ao=106， 则|ui|12?V时，运放 处于线性区。 线性放大区 §8.1集成运放在数学运算中的应用 由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的理想运放。 理想运放的条件 虚短 放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行分析。 虚断 运放工作在线性区的特点 分析运放组成的线性电路的出发点: 虚短 虚断 放大倍数与负载无关， 可以分开分析。 u+ uo _ + ? + ? u– Ii 信号的放大、运算 有源滤波电路 运放线性应用 i1= i2 uo _ + ? + ? R2 R1 RP ui i1 i2 1. 放大倍数 虚短 虚断 反相比例运算电路 结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。 虚断 2. 电路的输入电阻 平衡电阻，保证静态时输入级的对称性。 RP =R1 // R2 uo _ + ? + ? R2 R1 RP ui i1 i2 4. 共模电压 电位为0，虚地 输入电阻小、共模电压为 0 以及“虚地”是反相输入的特点。 3. 反馈方式 电压并联负反馈 输出电阻很小！ _ + ? + ? R2 R1 RP ui i1 i2 uo 反相比例电路的特点： 1. 共模输入电压为0。 2. 由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可