【精品】集成运放的应用基础.doc

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1、§6、1集成运放的应用基础这一节我们主要学习理想运放的线性运用和非线性应用的条件及英分析方法。一：低频等效电路在电路中集成运放作为一个完整的独立的器件来对待。于是在分析、计算时我们用等效电路来代替集成运放。由丁•集成运放主耍用于频率不高的场合，因此我们只学习低频率时的等效电路。右图所示为集成运放的符号，它有两个输入端和一个输出端。其中：标有①的为同相输入端（输出电压的相位与该输入电压的相位相同）标有㊀的为反相输入端（输出电压的相位与该输入电压的相位相反）二：理想集成运放一般我们是把集成运放视为理想的（将集成运放的齐项技术指标理想化）开环电压放大倍数：=00输入

2、电阻宀=输入偏置电流：厶1==0共模抑制比：=8输出电阻:^=0-3dB带宽：=C°无干扰无噪声失调电压"血、失调电流厶9及它们的温漂均为零三：集成运放工作在线性区的特性当集成运放丁•作在线性放大区时的条件是:（严2+（2）Z_=Z+=0注：（1）即：同相输入端与反相输入端的电位相等，但不是短路。我们把满足这个条件称为〃虚短〃（2）即：理想运放的输入电阻为8,因此集成运放输入端不取电流。我们在计算电路时，只耍是线性应用，均可以应用以上的两个结论，因此我们要掌握好！当集成运放工作在线性区吋，它的输入、输出的关系式为：!1!:集成运放工作在非线性工作区当集成运放工

3、作在非线性区时的条件是：集成运放在非线性T作区内一般是开环运用或加正反馈。它的输入输出关系是：它的输出电压有两种形态：（1）当时，（2）当工闪+时，^0=它的输入电流仍为零（因为^=0°）即：7-==0集成运放工作在不同区域时，近似条件不同，我们在分析集成运放时，应先判断它丁•作在什嗾区域，然后再用上述公式对集成运放进行分析、计算。§6、2运算电路（第一页）这一节我们学习対信号进行比例、力口、减、乘、除等运算的电路。此时集成运放工作在线性区。一：比例运算电路定义：将输入信号按比例放大的电路，称为比例运算电路。分类：反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。(按

4、输入信号加入不同的输入端分)比例放人电路是集成运算放人电路的二种丄要放人形式(1)反向比例电路输入信号加入反相输入端，电路如图(1)所示:输岀特性：因为：—5=0所以:Rf%=—z内=从上式我们可以看出：Uo与Ui是比例关系，改变比例系数R,即可改变Uo的数值。负号表示输出电床与输压极性相反。反向比例电路的特点:⑴反向比例电路由丁•存在〃虚地〃，因此它的共模输入电压为零•即：它对集成运放的共模抑制比要〉⑵输入电阻低口农•因此对输入信号的负载能力有一定的耍求.(2)同相比例电路输入信号加入同相输入端，电路如图⑵所示:__s=R'%所以:腌=(-^"(1+子口$

5、输出特性：因为：un、(虚短但不是虚地):7-==0；R+R$改变Rf/Ri即可改变Uo的值,输入、输出电压的极性相同同相比例电路的特点:（1）输入电阻高；⑵由于=电路的共模输入信号高），因此集成运放的共模抑制比要求濡（3）差动比例电路输入信号分别加Z反相输入端和同相输入端，电路图如图（3）所示:它的输出电压为：耐山此我们可以看出它实际完成的是：对输入两信号的差运算。§6、2运算电路（第二页）和、差电路［相求和电路1勺电路图如图（1）所示：（输入端的个数可根据需要进］整）其中电阻R，为:厲输出电丿*与输入电床的关系为:以模拟方程："=一仙血+勺*1+勺*2）

6、。它的特点与反相比例电路相同。它可十分方便的某一电路的输入电阻，来改路的比例关系，而不影响其它路的比例关系。同相求和电路的电路图如图（2）所示：（输入端的个数可根据需输出电床与输入电圧的关系为:。它的调宵不如反相求和电路，而且它的共模输入信号大,E行调整）它的应用不很广泛。J电路图如图（3）所示：电路的功能是对Un、Ui2进行反相求和，对Ui3、U河进J相求和，然后进行的叠加即得和差结果。J输入输出电压的关系是:因此我们常用二级集成运放组成和差电路。:该电路用一只集成运放，它的电阻计算和电路调整均不方便,J电路图如图（4）所不J输入输出电压的关系是:%4皿电色

7、u3nDn7冬区4旳区2J后级对前级没有影响（采用的是理想的集成运放），J计算十分方便。§6、2运算电路（第三页）积分电路和微分电积分电路它可实现积分运算及产生三角波形等。积分运算是：输1压与输入电压呈积分关系。它的电路图如图（1）所示：!利用电容的充放电来实现积分运算j输入、输出电床的关系为:其中f°j表示电容两端的初始电床值.电路输入的电压波形是方形，则产生三角波形输出。做分电路文分是积分的逆运算，它的输出电压与输入电压呈微分电路图如图（2）所不：的输入、输出电圧的关系为:du.u0=-^f=-^c=-RC-对数和指数运算电路对数运算电路t数运算电路就

8、是是输出电压与输入电压呈对数函数。I把