集成运算放大器及其应用

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1、第8章集成运算放大器及其应用8.1直接耦合放大电路的主要特点8.2差动放大电路8.4运算放大器在信号运算方面的应用8.5运算放大器在信号处理方面的应用8.3集成运算放大器的简单介绍1.理解差动放大电路的工作原理及差模信号和共模信号的概念。2.了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。3.理解运算放大器的电压传输特性，理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法。4.理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的工作原理，了解有源滤波器的工作原理。5.理解电压比较器的工作原理和应用。本章要求第8章集成运算放大器

2、8.1直接耦合放大电路的主要特点直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。可用来放大缓慢变化的信号或直流信号。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2––++RE22.零点漂移零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象。uotO产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压波动、电路元件参数的变化等。直接耦合存在的两个问题：1.前后级静态工作点相互影响零点漂移的危害：直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。一

3、般用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电压作为衡量零点漂移的指标。输入端等效漂移电压输出端漂移电压电压放大倍数只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很好地区分出来。由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有良好的低频特性。通频带f

4、Au

5、0.707

6、Auo

7、OfH

8、Auo

9、幅频特性抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重要问题。适合于集成化的要求，在集成运算放大器的内部，级间都是直接耦合。8.2差动放大电路8.2.1差动放大电路的工作原理电路结构对称，在理想情况下，两管的特

10、性及对应电阻元件的参数值都相等。差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。差动放大原理电路+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2双端输入、双端输出两管静态工作点相同1.零点漂移的抑制uo=VC1－VC2=0uo=(VC1+VC1)－(VC2+VC2)=0静态时：ui1=ui2=0当温度升高时ICVC（两管变化量相等）对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移有抑制作用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2共模信号需要抑制

11、2.有信号输入时的工作情况两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零，即电路对共模信号没有放大能力。(1)共模信号ui1=ui2(大小相等、极性相同)差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。+UCCuoRCRB2T1RB1RCRB2RB1+–ui1ui2++––T2+–+–+–+–+–+–+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T22.有信号输入时的工作情况两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，(2)差模信号ui1=–ui2(大小相等、极性相反)u

12、o=(VC1－VC1)－(VC2+VC１)=－2VC1即电路对差模信号有放大能力。+–+–+–+–+–+–差模信号是有用信号(3)比较输入ui1、ui2大小和极性是任意的。例1ui1=10mV，ui2=6mVui2=8mV－2mV例2ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:ui1=18mV+2mVui2=18mV－2mV可分解成:ui1=8mV+2mV共模信号差模信号放大器只放大两个输入信号的差值信号—差动放大电路这种输入常作为比较放大来应用，在自动控制系统中是常见的。（CommonModeRej

13、ectionRatio)全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力。差模放大倍数共模放大倍数KCMR越大，说明差放分辨差模信号、抑制共模信号的能力越强。3.共模抑制比共模抑制比若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数Ac=0输出电压uo=Ad（ui1－ui2）=Aduid若电路不完全对称，则Ac0，实际输出电压uo=Acuic+Aduid即共模信号对输出有影响。8.2.2典型差动放大电路+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+++–––T2EE+–RE：稳定静态工作点，限制每个管子的

14、漂移。EE：用于补偿RE上的压降，以获得合适的工作点。RP：静态时用它将输出电压调为零，一般在10~100。1.静态分析考虑对称性，并略去RP，则+UCCuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+++–––T2EE+–IB2IE前三项很小，可略去2.动态分析RE对差模信号不起作用，因而单管差模电压放大倍数：同理双端输出电压为双入–双出差模放大倍数：icCRBRCui1++--ibBEuO1(1)双端输入—双