《模拟电子技术-》课件7-1 集成运放应用基础.pptVIP

西安电子科技大学计算机学院吴自力2006--11*第七章集成运算放大器的应用7.1集成运放应用基础7.2运算电路7.3有源滤波电路7.4电压比较器*集成运放最早应用于信号的运算，它可对信号完成加、减、乘、除、对数、微分、积分等基本运算，所以称为运算放大器。目前集成运放的应用几乎渗透到电子技术的各个领域，除运算外还可以对信号进行处理、变换和测量，也可用来产生正弦信号和各种非正弦信号，成为电子系统的基本功能单元。本章先介绍运算电路，随后介绍其它应用。7.1集成运放应用基础在电路中我们把集成运放作为一个完整的独立器件来对待。因此，计算、分析时将集成运放用等效电路来代替，由于集成运放主要应用在频率不高的场合下，所以只讨论在低频时的等效电路。*等效电路uouidu–i+u+uoRidAuduidRoi–u+—同相端输入电压u-—反相端输入电压uid—差模输入电压uid=u+–u?Aud—开环差模电压放大倍数uo=Aud(u+–u?)7.1.1低频等效电路*开环差模电压放大倍数Aod=∞；输入电阻rid=∞，ric=∞；输出电阻ro=0；输入偏置电流IB1=IB2=0；共模抑制比KCMRR=∞；7.1.2理想集成运算放大电路所谓理想集成运放，就是将集成运放的各项技术指标理想化。即：在分析集成运放构成的应用电路时，将集成运放看成理想运算放大器，可以使分析大大简化。uid国家标准符号uouid8国际标准符号由于实际集成运放与理想集成运放比较接近，因此在分析、计算应用电路时，用理想集成运放代替实际集成运放所带来的误差并不严重，在一般工程计算中是允许的。*uiuo+Uo(sat)?Ao越大，运放的线性范围越小，必须加负反馈才能使其工作于线性区。7.1.3运算放大器的传输特性uo=Auo(u--u+)线性区饱和区-Uo(sat)u+-u-理想特性实际特性u-uo_+?+?u+饱和区uo=Auo(u+–u?)*7.1.4集成运放的线性工作区放大器的线性工作区是指输出电压Uo与输入电压Ui成正比时的输入电压Ui的取值范围。记作Uimin～Uimax。Uo与Ui成正比,可表示为：1．线性工作区当集成运放工作在线性区时，作为一个线性放大器件，它的输入信号和输出信号之间满足如下关系：uiuo?线性区uo=Auo(u--u+)u+-u-实际特性UominUomax*例如：F007开环时Aod=105,UOL=-10V,UOH=+10V：2．开环与闭环的线性范围则开环时的线性区为：-0.1mV~+0.1mV。如果外加负反馈,使闭环增益Auf=100,则由于集成电路的开环放大倍数极大，而输出电压为有限值，故其输入信号的变化范围很小，上面我们已知，F007的开环输入信号范围为±0.1mV。这样小的线性范围无法进行线性放大等任务。所以我们说开环的线性范围太小。引入负反馈后，F007的闭环输入信号范围为±100mV，是其开环时的1000倍。即外加负反馈后，线性范围扩大的倍数为Aod/Auf，从而满足实际输入信号的范围要求，实现对实际输入信号的线性放大。*理想运放工作在线性区的条件：电路中有负反馈！所以：为了能够利用集成运放对实际输入信号(它比运放的线性范围大的多)进行放大，必须外加深度负反馈，使其净输入电压减小，这样才能使其工作在线性区。这是运放线性应用电路的共同特点。*虚短路—两点之间的电位差趋近于0，但不等于0，仍然有信号电压。短路—两点之间的电压等于0，输入端无信号电压。3．输入端的“虚短路”对于理想运放,由于Aod=∞,Uo是有限值,所以当其工作在线性状态时,由公式可得：U–U+–+UoiIUid?U+=U–这种特性称为理想运放输入端的“虚短路”。“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位。显然不能将两输入端真正短路。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。*由于理想运运算放大器的输入电阻rid=∞，而加到运放输入