唐介电工学第10章

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1、第十章集成运算放大器重点：1.了解集成运放的基本组成及主要参数的意义;2.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;3.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;4.理解电压比较器的工作原理和应用,了解有源滤波器的工作原理。1§10.1集成运算放器概述一.管脚简介F00712345678F007-15V4152376输出端uo+15V反相输入端同相输入端u–u+2uo_++Aou+u–二.图形符号1.实际运放的符号2.理想运放的符号u+uo_++u–F007-

2、15V4152376输出端uo+15V反相输入端同相输入端u–u+三.参数(自己看)3§10.4理想算运放大器与实际运算放大器一.运放的模型从净输入端ud=(u+-u–)看进去运放等效为ri，从输出(uo~⊥)看进去运放等效为一个恒压源和一个内阻ro相串联。roAo(u+-u–)+-ri-++Ao+uo-u+u–-ud+4很大很大很小二、实际运算放大器1.实际运放的特点Ao=106~108uo(u+-u-)ud+Uom－Uom-其中:

3、Uom

4、≤

5、Us

6、ri=106~1011Ωro=10~100Ω2.实际运

7、放的开环传输特性正向饱和区：ud>时uo=Uom反向饱和区：ud<-时uo=-Uom线性工作区：

8、ud

9、<时,则uo=Aoud＝Uom/Ao，很小。电源电压_++Aoriro+uo-Ao(u+-u–)u+u–+－-ud+5三．理想运算放大器1.理想运放的特点A=∞，ri=∞，ro=02.理想运放的开环传输特性uo(u+-u-)ud+Uom－Uom∵实际运算放大器≈理想运算放大器∴分析实际运算放大器≈分析理想运算放大器2.理想运放的图形符号u-u+uo+_ud－+∞+_++Aoriro+uo-Ao(u+

10、-u–)u+u–+－-ud+6四.运算放大电路的分析依据1.闭环(负反馈)使用(1)uo恒定,与负载无关ro≈0uo≈Ao(u+-u-)(2)虚短u+≈u-∵uo≈Ao(u+-u-),Ao≈∞反馈网络roAo(u+-u–)+-ri-++Ao+uo-u+u–i–i+(3)虚断∵u+≈u-,ri≈∞i+＝i-≈072.开环使用u+≠u-——无虚短(2)当

11、u+-u-

12、<时,uo=Ao(u+-u-)当(u+-u-)>时,uo=+uom—正饱和值,略低于正电源值当(u+-u-)<-时,uo=－uom—负饱和值＝

13、Uom/Ao，很小。(1)虚断ri≈∞i+＝i-≈0roAo(u+-u–)+-ri-++Ao+uo-u+u–i–i+8结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。虚地i+=i-≈0u-≈u+＝i+RP≈0i1＝i2+i–≈i2§10.5基本运算电路一、反相比例器uo_++RFR1RP=R1//RFuii1i2u-u+i-i+9uoui+Uom－Uom二、运算放大器闭环使用时的传输特性例如反相比例器：传输特性uim-uimuo变化范围：－Uom~+Uom线性工作区可见：加入负反馈(闭环使用时)使线性工作

14、区变宽。——ui获得线性放大的输入范围当uo=Uom时：uim=-+UomR1/Rf10二、同相比例器结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。i+=i-≈0u-≈u+≈uii2≈i1_++RFR1RP=R1//RFuiuou-u+i2i1i-i+11_++uiuo此电路输入电阻大，输出电阻小，放大倍数为1，与射极输出器相同。电压跟随器uo＝u-≈u+＝ui12三、反相加法器i12i11R12_++RFR11ui2uoRPui1i－i＋u－u＋RP＝R11//R12//RF若：R11＝R12＝

15、R，则:∵i+=i-≈0u-≈u+=i+·RP≈0∴i11+i12≈iFiF13_++RFR1R2ui2uoR3ui1i-i+u－u＋解出：四、减法运算电路iFi1i2i3i+=i-≈0u-≈u+14_++RFR1R2ui2uoR3ui1若：R1=R2RF=R3则：15i–=i+≈0u–≈u+=0五、微分运算器i1=iFuo_++RR2=Ruii1iFCi-i+u－u＋16uit0t0uo应用举例1：若输入：ui=Umsint求：uo并画波形。解：uo=-RCUmcost=RCUmsin(t

16、-90º)17六、积分运算i–=i+≈0u–≈u+=0i1=iFi1iFui-++RR2Cuo18tui0tuo0U-UomTM积分时限应用举例2：如果积分器的输入是直流电压:输出将反向积分，经过一定的时间后输出饱和。19积分电路的主要用途：1.在电子开关中用于延迟。2.波形变换。例：将方波变为三角波。3.A/D转换中，将电压量变为时间量。4.移相。20§10.6电压比较