集成电路运算放大器的线性运用

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1、集成电路运算放大器的线性应用第4.7章7.1一般问题7.2基本运算电路7.3对数和指数运算电路7.4集成模拟乘法器7.5有源滤波电路运算放大器的两个工作区域（状态）1.运放的电压传输特性：设：电源电压±VCC=±10V。运放的AVO=104│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。AVO越大，线性区越小，当AVO→∞时，线性区→07.1一般问题2.理想运算放大器：开环电压放大倍数AV0=∞差摸输入电阻Rid=∞输出电阻R0=0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（U+=U-）虚断（ii+=i

2、i-=0）3.线性应用4.非线性应用运放工作在非线性区的特点：正、负饱和输出状态电路中开环工作或引入正反馈！7.2基本运算电路7.2.1比例运算7.2.2加法与减法运算7.2.3微分与积分运算7.2.4基本运算电路应用举例7.2.1比例运算一、反相比例运算运算放大器在线性应用时同时存在虚短和虚断虚断虚地为使两输入端对地直流电阻相等：R2=R1//Rf平衡电阻特点：1.为深度电压并联负反馈，Auf=Rf/R12.输入电阻较小RifRifRif=R13.uIC=0，对KCMR的要求低u+=u-=0虚地二、同相比例运算Auf=1跟随器当R1=，Rf=0时，特点：1.

3、为深度电压串联负反馈，Auf=1+Rf/R12.输入电阻大Rif=3.，对KCMR的要求高uIC=uiu+=u-=uI7.2.2加法与减法运算一、加法运算1.反相加法运算R3=R1//R2//RfiFi1+i2若Rf=R1=R2则uO=(uI1+uI2)R2//R3//R4=R1//Rf若R2=R3=R4，则uO=uI1+uI2Rf=2R12.同相加法运算法1：利用叠加定理uI2=0uI1使：uI1=0uI2使：一般R1=R1；Rf=RfuO=uO1+uO2=Rf/R1(uI2uI1)法2：利用虚短、虚断uo=Rf/R1(uI2uI1)减法运算实际是差

4、分电路二、减法运算7.2.3反相输入运算电路的组成规律1.正函数型的反相运算电路输入回路采用函数元件1,使反馈回路采用电阻元件22.反函数型的反相运算电路输入回路采用电阻元件1反馈回路采用函数元件2,使得7.2.4微分与积分运算R2=Rf虚地虚断RfC1=—时间常数微分电路输出电压:一、微分运算uItOuOtO二、积分运算=当uI=UI时，设uC(0)=0时间常数=R1Cf积分电路输出电压：tuIOtuOO7.2.5基本运算电路应用举例例7.2.1测量放大器(仪用放大器)同相输入同相输入差分输入uo1uo2对共模信号：uO1=uO2则uO=0对差模信号：R1中点为

5、交流地为保证测量精度需元件对称性好u+=u-=usio=i1=us/R11.输出电流与负载大小无关2.恒压源转换成为恒流源特点：例7.2.2电压—电流转换器例7.2.3利用积分电路将方波变成三角波10k10nF时间常数=R1Cf=0.1ms设uC(0)=0=5VuI/Vt/ms0.10.30.555uO/Vt/ms=5V55例7.2.4差分运算电路的设计条件：Rf=10k要求：uo=uI12uI2R1=5kR2=2R3R2//R3=R1//Rf=5//10R2=10kR3=5k例7.2.5开关延迟电路电子开关当uO7V时S闭合，tuOO7V1m

6、suItO3VtusO3V课堂练习7.3对数和指数运算电路7.3.1对数电路7.3.2指数电路7.3.1对数电路利用PN结的指数特性实现对数运算BJT的发射结有也可利用半导体三极管实现对数运算其中，IES是发射结反向饱和电流，uO是ui的对数运算。注意：ui必须大于零，电路的输出电压小于0.7伏利用虚短和虚断，电路有7.3.2反对数（指数）电路uo=–RFISeui/UT输入与输出的关系式为:uO是ui的反对数运算（指数运算）用半导体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7.4集成模拟乘法器7.4.2单片

7、集成模拟乘法器7.4.1集成模拟乘法器的基本工作原理7.2集成模拟乘法器的应用电路7.4.3集成模拟乘法器的应用电路7.4.1模拟乘法器的基本工作原理一、模拟乘法器的基本特性符号KXYXYuxuyuouO=KuxuyK—增益系数类型单象限乘法器ux、uy皆为固定极性二象限乘法器一个为固定极性，另一个为可正可负四象限乘法器ux、uy皆为可正可负理想乘法器：对输入电压没有限制，ux=0或uy=0时，uO=0实际乘法器：ux=0,uy=0时，uO0—输出失调电压ux=0，uy0时，或uy=0，ux0时，—输出馈通电压uO0二、利用对数和指数电路的乘