第2章模拟集成电路的线性应用xin2

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1、第2章模拟集成电路的线性应用2.1模拟集成电路的基本放大电路2.2积分电路2.3微分电路2.4集成仪器放大器2.5动态校零型斩波放大器2.1模拟集成电路的基本放大电路反相放大器同相放大器差动放大器2.1.1反相放大器1.反相放大器的理想特性(1)基本型反相放大器R2R3i2运算放大器在线性应用时同时存在虚短和虚断虚断虚地R3=R1//R2当R1＝R2时，AF=-1——倒相器闭环增益：R2R3i2等效输入电阻：Rie=R1等效输出电阻：特点：1.为深度电压并联负反馈，AF=R2/R12.输入电阻较小，3.uIC=0，CMRR的要求低,可忽略输出电阻小

2、例：应用741设计放大倍数等于10的反相放大电路，输入信号为0-0.8V。R2R3i2选择右图所示电路(1)确定电源电压（2）选择R2和R1（3）选择R3反相放大器在要求闭环增益AF很大时，要获得高的输入电阻有困难。例如，要求Ri=100K，Af=-100，应选R1=100K，Rf=10M当选用Rf=10M时，阻值稳定性差而不适用，故采用以下电路。(2)改进型反相放大器闭环增益：uo–+R3R1Rf1Rf2Rf3uiAM虚断虚地而uO=－(i2Rf1+i3Rf2)∵i3=i2+i4uM=－i2Rf1=－i4Rf3uo=－[i2Rf1+(i2+i4)R

3、f2]=－i2(Rf1+Rf2+第一种：T型反馈电路–+R3R1Rf1Rf2Rf3uiAuo同样要求Ri=100K，Af=-100则选R1=100K,Rf1=Rf2=100K,Rf3=1K相当于Rf=10M在电路中电阻阻值不必太高的情况下，可同时获得较高的电压增益和较高的输入电阻。T型反馈电路的特点：–+RP1R1R2RuiA第二种：自举电路反相放大器–+AR2RP22R1输出信号正反馈至输入端缺点：噪声增大，不适用于低噪声放大电路uo–+RP1R1R2RuiA–+AR2RP22R1uo2.反相放大器的实际特性(1)实际的闭环增益实际闭环增益略小,A

4、d影响实际运放与理想运放计算误差的大小(2)实际等效输出电阻信号频率较高时，输出阻抗有很大变化2.反相放大器的实际特性R2R1R3RoRdI1I2IdUiUo(2)反相放大器的实际等效输出电阻-+反相放大器的输出电阻与集成运放的输出电阻相比，下降了1+AdF3.反相加法器RP“虚断”i1+i2+i3=iF“虚地”，u-=0所以：当R1=R2=R3=R时，完成下列运算:y=–(aχ1+bχ2+cχ3),可增加输入端口数。也可用叠加原理分析！！设计反相加法器，输入分别为Ui1=1V,Ui2=0.01V。要求Uo=-(Ui1+2Ui2)。2.1.2同相放大

5、器1.同相放大器的理想特性(1)基本型同相放大器uiR2R3i2闭环增益：平衡电阻：R3=R1//R2uiR2R3i2等效输入电阻：Rie=等效输出电阻：特点：1.为深度电压串联负反馈，AF=1＋R2/R12.输入阻抗高，3.uIC=ui，CMRR的要求高,引起的误差不可忽略输出阻抗小——阻抗变换器–+RRuiAuo–+uiAuoAF=1同相跟随器2.同相放大器的实际特性(1)实际的闭环增益实际闭环增益略小,Ad影响实际运放与理想运放计算误差的大小(2)实际等效输入电阻（自学）分析Ad、Rd、Ro不为理想条件(3)等效输出电阻3.同相加法器“虚断”

6、，i+=0：–+…AuoR1ReRfRpui1ui2uinR2Rn…图2-1-10其中：“虚短”u+=u-,解得：反相加法电路应用最广泛2.1.3差动放大器（减法运算）1.差动放大器的理想特性图2-1-11–+AuoR1R4ui1ui2R2R3利用虚短、虚断uo=R2/R1(uI2uI1)匹配条件：R3=R1，R4=R2–+AuoR1R4ui1ui2R2R3差动放大器的输入电阻对于反相端Ri=R1对于同相端Ri=R3＋R4输入阻抗较低易受信号源阻抗的影响4.实用高输入阻抗的差动放大器图2-1-13–+A2uoR1ui2mR2–+A1uo1ui1mR

7、1R2Rp1Rp2应用:叠加原理Rie=3.增益可调的差动放大器–+AuoRRui1ui2mRRmRpRnRnR图2-1-12推导过程自学：注意节点！通常选定m=n，调pR一个电位器即可应用集成运放设计差动放大电路,使其电路放大倍数为4-102,,Ui1-Ui2=0.1V.–+AuoR1ui1ui2R21R3R41R22R42Rd电路形式如右所示：补充：运算电路的设计例：用集成运放实现以下运算关系解：比较得：选RF1=20k，得：R1=100k，R3=15.4k；选RF2=100k，得：R4=100k，R2=10k。2.2.1基本积分电

8、路及其理想特性1.反相积分器2.2积分电路–+AuoRRuiC+–uC由虚短及虚断性质可得i1=ifif=?