电工与电子技术基础 第9章集成运算放大器及应用电子教案课件.ppt

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1、《电工与电子技术基础（第2版）》电子教案主编刘莲青王连起中等职业学校教学用书（电子技术专业）第9章集成运算放大器及应用9.1集成运算放大器的构成9.2放大电路中的负反馈及应用9.3集成运算放大器的线性应用9.4正弦波振荡器9.5集成运算放大器的非线性应用9.6集成功率放大器9.7三端集成稳压器及应用9.8集成运放的线性应用实验9.9RC正弦波振荡器实验9.1集成运算放大器的构成9.1.1集成运算放大器的基本结构及工作状态9.1.2运算放大器的电路符号9.1.3集成运算放大器的主要参数9.1.4理想集成运算放大器的特点9.1.1集成运算放大器的基本结构及工作状态运放的类型很多，电路也不一

2、样。但其结构具有共同之处，图示运放的内部电路组成原理框图。9.1.2运算放大器的电路符号典型的741型通用运放的内部电路图如图示。运放的一般电路符号如图（a）所示。运放是一个多端器件，其中反相输入端用“一”号表示．同相输人端用“＋”号表示；U是对地输出端；正、负电压源分别用U十和U￣表示。图（b）为运故的简单符号。所谓反相输入端是指输入信号电压从反相输入端（N）输入（同相端无输入信号）时,输出电压与输入反相；而输入信号电压从同相输入端（P）输入,输出电压与输入同相。9.1.3集成运算放大器的主要参数1．输入失调电压Uio；为了保证输入电压为零时输出电压也为零而在输入端所加的补偿电压，称

3、为输入失调电压Uio。Uio愈小，电路输入部分的对称度愈高，一般为±（1～l0）mV。2．开环差模电压增益Auo，。开环差模电压增益Auo。为运放在开环情况下，输出电压与差模输人电压的比值。运放很少开环使用。因此，Auo主要用来说明运算精度。Auo愈大愈好，通常Auo≥1053．开环带宽Bw开环带宽Bw是指开环差模电压增益随信号频率升高而下降3dB时对应的频率。4．差模输入电阻rid差模输人电阻rid为运放在开环状态时，正、负输人端之间的差模电压与电流之比。rid愈大，运放的性能愈好。一般rid的值在几百千欧至几兆欧。5．输出电阻r。输出电阻r。为运放在开环情况下，输出电压与输出电流之

4、比。r。愈小，运放带负载能力愈强。一般在几十至几百欧之间。6．共模抑制比KCMR¨共模抑制比KCMR为运放的开环差模电压增益与共模电压增益的比值。理想情况下，KCMR＝∞，一般在80dB以上：9.1.4理想集成运算放大器的特点理想运放就是其主要技术指标都应当具有理想的特性，即应具各下列特性：（1）输入信号为零时，输出端恒定地处于零电位；（2）差模输人电阻rid＝∞；（3）输出电阻r。＝0；’（1）开环差模电压增益Auo＝∞；（5）共模抑制比KCMR＝∞；（6）开环带宽BW＝∞。根据上述理想特性，若运放工作在线性区，则可建立如下两个重要概念。1.虚断由于集成运放的差模开环输入电阻Rid→

5、∞，输入偏置电流IB≈0，不向外部索取电流，因此两输入端电流为零。即In=Ip=0，这就是说，集成运放工作在线性区时，两输入端均无电流，称为“虚断”。2.虚短由于两输入端无电流，则两输入端电位相同，即U－=U+。由此可见，集成运放工作在线性区时，反相输入端与同相输入端对地电压相等，称为“虚短”。虚断与虚短的概念是分析理想集成运放线性应用的主要依据。9.2放大电路中的负反馈及应用9.2.1负反馈的概念9.2.2负反馈的四种组态及应用9.2.3负反馈对放大电路性能的改善9.2.1负反馈的概念1．反馈的定义将放大电路输出回路信号（电压或电流）的一部分或全部通过一定的电路形式（反馈网络）送回输

6、入回路的过程，叫做反馈。图示为反馈系统原理框图。输入量2．反馈的类型(1)正反馈与负反馈1)正反馈反馈使放大器净输入量增强的反馈称为正反馈。2)负反馈反馈使净输入量减弱的反馈称为负反馈。3)判别方法通常用“瞬时极性法”判别正反馈和负反馈，a.假设输入信号某一瞬时的极性。b.根据输入与输出信号的相位关系,确定输出信号和反馈信号的瞬时极性。（2）电压反馈和电流反馈,若反馈信号是输出电压的一部分或全部，称为电压反馈；若反馈信号取自输出电流，则称为电流反馈。（3）串联反馈和并联反馈。当总输入信号、反馈信号和净输入信号三者在输入回路中为串联关系时，称为串联反馈；三者为并联关系时，称为并联反

7、馈。（4）直流反馈和交流反馈。反馈网络只对直流信号有反馈，称为直流反馈；若反馈网络对交流信号有反馈，则称为交流反馈。3．负反馈放大电路增益的一般表达式（其中：F—反馈系数、A—开环增益、AF—闭环增益）此式说明：闭环增益与开环增益之比为（1+AF）—“负反馈深度”当1+AF>>1,为深度负反馈时→AF≈1/F,且F一般只取决于电阻阻值，故此时增益最稳定。4．反馈类型的判断（1）反馈网络的确定。反馈网络是由一个或若干个元件组成的，在电路中起到将输