电工学 教学课件 作者 行小帅 主编 第10章 集成运算放大器 Microsoft PowerPoint 演示文稿.ppt

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1、第10章集成运算放大电路10.1反馈的基本概念10.2集成运算放大电路概述10.3基本运算放大电路10.4单限电压比较器10.5正弦波振荡器10.6Multisim在集成运算放大电路中应用本章要求了解:RC桥式正弦波振荡电路结构和原理。理解:理想运算放大器在线性工作区和非线性工作区的特点及“虚断”、“虚短”的概念。熟悉：反馈的基本概念和类型。掌握：运算放大器的应用，包括比例器、减法器、积分器和微分器、比较器等。第10章集成运算放大电路10.1反馈的基本概念反馈，就是将放大器的输出量(电流或电压)，通过一定的网络，部分或全部地送回到放大器的输入

2、回路，并同输入信号一起参与放大器的输入控制作用，从而使放大器的某些性能获得有效改善的过程。下图示出了反馈放大器的方框图。反馈放大器的方框图由图可知：=-无反馈时，放大电路的电压放大倍数称为开环电压放大倍数有反馈时，放大电路的电压放大倍数称为闭环电压放大倍数反馈信号与输出信号之比称为反馈系数重要概念10.1.1正反馈和负反馈反馈信号送回到输入回路，与原输入信号共同作用后，若反馈信号使净输入信号加强,则为正反馈，正反馈多用于振荡电路。若反馈信号使净输入信号减弱,则为负反馈，负反馈多用于改善放大器的性能。反馈极性的判定多用瞬时极性法,其步骤如下：

3、1.首先在基本放大器输入端假定输入信号某一瞬时的极性,并以此为依据，逐级判断电路中各相关点电流的流向和电位的极性，从而得到输出信号的极性。2.根据输出信号的极性，判定在反馈信号的影响下,净输入信号的变化极性。若该极性与前面设定的变化极性相反,则为负反馈；若相同,则为正反馈。10.1.2直流反馈和交流反馈1.直流反馈：若反馈环路内,直流分量可以流通,则该反馈环可以产生直流反馈。直流负反馈主要用于稳定静态工作点。2.交流反馈：若反馈环路内,交流分量可以流通,则该反馈环可以产生交流反馈。交流负反馈主要用来改善放大器的性能；交流正反馈主要用来产生

4、振荡。10.1.3负反馈放大器的基本类型与判断1.电压负反馈和电流负反馈在反馈放大电路中，根据反馈信号与输出信号在输出端取样方式不同，负反馈放大器可以分为电压反馈和电流反馈。若反馈量取自输出电压，并与之成比例就是电压负反馈；若反馈量取自输出电流，并与之成比例就是电流负反馈。2.串联反馈与并联反馈根据反馈信号与输入信号在基本放大器输入端的比较方式的不同可以分为串联反馈与并联反馈。若反馈信号为电压量，且与输入信号以电压的形式进行比较时，则为串联反馈；若反馈信号为电流量，且与输入信号以电流的形式进行比较时，则为并10.1.4负反馈对放大器影响的

5、性能1.提高了放大倍数的稳定性2.展宽了通频带3.减小了非线性失真4.稳定了输出电压或输出电流5.影响了输入、输出电阻10.2集成运算放大电路概述10.2.1集成运放电路的组成集成运放电路，一般由输入级、中间放大级、输出级和偏置电路四部分组成，如图所示。集成运算放大器组成框图集成运放的符号如图所示。它有两个输入端：一个为同相输入端，另一个为反相输入端，在符号图中分别用“+”、“-”表示；另外，还有一个输出端。所谓同相输入端是指，反相输入端接地，输入信号加到同相输入端，则输出信号和输入信号极性相同。所谓反相输入端是指，同相输入端接地，输入信号加

6、到反相输入端，则输出信号和输入信号极性相反。集成运放的符号10.2.2理想运算放大器利用集成运放作为放大电路，引入各种不同的反馈，就可以构成具有不同功能的实用电路。在分析各种实用电路时，通常都将集成运放的性能指标理想化，即将其看成理想运放。集成运放不是工作在线性区，就是工作在非线性区。在线性区的特征是引入了负反馈；在非线性区的特征是无反馈或引入了正反馈。1.集成运放的理想化参数.(1)开环电压放大倍数Aod=∞;(2)差模输入电阻rid=∞(3)输出电阻ro=0;(4)共模抑制比KCMR=∞;(5)上限截至频率fH=∞(6)失调电压、失调

7、电流以及它们的温漂均为零。实际上，集成运放的技术指标均为有限值，理想化后必然带来误差，但是，在一般工程计算中，这些误差都是允许的。2.工作于线性区的理想运放的两条重要法则（1）“虚短”“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称“虚短”，即uP=uN。（2）“虚断”“虚断”是指在分析运放处在线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称“虚断”，即iP=iN=0。重要法则10.3基本运算电路10.3.1反相比例运算电路反相比例运算电路如图所示，节点N的电流方程为=反相比例运

8、算电路10.3.2同相比例运算电路同相比例运算电路如图所示==根据“虚短”的概念根据“虚断”的概念=同相比例运算电路10.3.3加减运算电路1.反相求和运算电路if