模拟电子技术ppt电子课件教案第5章集成运放的基本应用

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1、模拟电子技术第5章集成运放的基本应用主要内容5.1理想的集成运放5.2基本运算电路5.3模拟乘法运算电路5.4有源滤波器5.5电压比较器5.1理想的集成运放一、理想运放的参数为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：理想运放工作在线性区的条件：电路中有负反馈！运放工作在线性区的分析方法：虚短虚断1.线性区二、运放的工作区域2.非线性区（正、负饱和状态）运放工作在非线性区的条件：电路开环工作或引入正反馈！具有两个特点：（2）运放的输入电流等于零，即仍然满足虚断概念一.反相比例运算虚地点i1=if

2、（虚断）因为有负反馈，利用虚短和虚断u+=0u－=u+=0（虚地）反馈方式：电压并联负反馈电压放大倍数:5.2基本运算电路5.2.1比例运算电路例题:R1=10k,Rf=20k,ui=-1V。求:uo、Ri。说明R0的作用，R0应为多大？特点：共模输入电压=0（u－=u+=0）缺点：输入电阻小（Ri=R1）R0为平衡电阻(使输入端对地的静态电阻相等):R0=R1//Rf二.同相比例运算电路u-=u+=uii1=if（虚断）平衡电阻R=Rf//R1因为有负反馈，利用虚短和虚断反馈方式：电压串联

3、负反馈特点：输入电阻高缺点：共模输入电压≠0（u－=u+=ui）电压放大倍数:Au=1三.电压跟随器此电路是同相比例运算的特殊情况，输入电阻大，输出电阻小。在电路中作用与分立元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。ui=u+=u-=uo因为有负反馈，利用虚短和虚断：1.反相求和运算：若R1=R2=R,平衡电阻R0=R1//R2//Rfi1+i2=if5.2.2加减运算电路一.加法运算电路虚地2.同相求和运算：当R1=R2=Rf=R时,同相比例运算:二.减法运算电路1、利用加法器和反相比例器叠加

4、原理2、差动减法器ui1作用ui2作用综合：则有：一、积分电路5.2.3积分运算电路和微分运算电路反相积分器：如果ui=直流电压,输出将反相积分，经过一定的时间后输出饱和。tui0tuo0-UomTM积分时间设Uom=15V,ui=+3V,R=10k,C=1F求积到饱和值的时间：练习:画出在给定输入波形作用下积分器的输出波形。tui0212345tuo0-2-4-6应用举例：输入方波，输出是三角波。tui0tuo0二、微分电路：u-=u+=0tui0tuo0例：,求uo。90°一.对数运算电

5、路5.2.4对数和指数运算电路利用PN结的指数特性实现对数运算BJT的发射结有注意：ui必须大于零，电路的输出电压小于0.7V利用虚短和虚断，有用三极管实现对数运算二.指数运算电路uO是ui的反对数运算（指数运算）用三极管实现反对数运算电路利用虚短和虚断，电路有要求以上两个电路温漂很严重，实际电路都有温度补偿电路基本原理5.3.1利用对数和指数电路的乘法运算电路5.3模拟乘法运算电路例如：若取R1＝R2＝R3＝R4＝R，可得：对于差放有：一.基本原理5.3.2变跨导乘法电路模拟乘法器功能：实现两

6、个模拟量相乘其中K为比例因子，量纲:V-1符号：5.3.3模拟乘法器的应用1.乘法运算立方运算电路2.平方和立方运算平方运算电路uo=KuXuYuo=K(ui)2uo=K2(ui)33.除法运算电路根据虚断如果令K=R2/R1则:注意：为保证电路为负反馈，必须有：4.开平方运算电路)(1i12OuRRKu-=ui为负值！负反馈条件？有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。滤波器的功能：对频率进行选择,过滤掉噪声和干扰信号，保留下有用信号。滤波器的分类：低通滤波器（LPF）高通滤波器（HP

7、F）带通滤波器（BPF）带阻滤波器（BEF）5.4有源滤波器5.4.1滤波器的基本概念及分类ω

8、A

9、0ωC通带阻带A0ω

10、A

11、0ωCA0阻带通带ω

12、A

13、0ωC1A0阻阻ωC2通ω

14、A

15、0ωC1A0阻ωC2通通各种滤波器理想的幅频特性：（1）低通（2）高通（1）带通（1）带阻滤波器的用途滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。1.一阶RC低通滤波器(无源)5.4.2有源低通滤波器传递函数：截止频率：幅频特性：此电路的缺点：1、带负载能力差

16、。2、无放大作用。3、特性不理想，边沿不陡。幅频特性：0.707H截止频率01

17、A

18、2.一阶有源低通滤波器传递函数：通带增益：截止频率：幅频特性及幅频特性曲线传递函数：幅频特性：缺点：阻带衰减太谩。H0.7071+Rf/R101+Rf/R1

19、A

20、3.二阶有源低通滤波器传递函数：当Ao＜3时，滤波器可以稳定工作。此时特性与Q有关。当Q=0.707时，幅频特性较平坦。当f＞＞fL时，幅频特性曲线的斜率为-40dB/dec。当Ao≥3时，源滤波器自激。幅频特性及幅频特性曲线传递函数：通带增益：截止