电工学第十六章集成运算放大器课件.ppt

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1、第16章集成运算放大器16.1集成运算放大器的简单介绍16.2运算放大器在信号运算方面的应用16.4使用运算放大器应注意的几个问题16.3运算放大器在信号处理方面的应用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，了解有源滤波器的工作原理。4.理解电压比较器的工作原理和应用。本章要求第16章集成运算放大器16.1.1集成运算放大器概述集成运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，它的类

2、型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，一般由四部分组成。16.1集成运算放大器的简单介绍集成电路的几种外形输入级一般是差动放大器，利用其对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和电路性能，输入级有反相输入端、同相输入端两个输入端,且输入电阻高；中间级的主要作用是提高电压增益，一般由多级放大电路组成，或采用带恒流源的共发射极放大电路构成；输出级一般由电压跟随器或互补功率放大电路所组成，以降低输出电阻，提高带负载能力，能输出足够大的电压和电流。偏置电路是为各级提供稳定和合适的偏置电流。此外还有一些过载保护电路及高频补偿环节等辅助环节。16.1.2集成运算放

3、大器的特点特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸Auo高:80dB~140dBrid高:105~1011ro低:几十~几百KCMR高:70dB~130dB集成运放的符号：uo++Auou+u–。。。+UCC–UEE–左图所示为μA741集成运算放大器的芯片实物外形图从实物外形图上可看出，μA741集成运放有8个管脚，管脚的排列图、电路图符号如下：外部接线图1μA7412876543空脚正电源端输出端调零端调零端反相输入端同相输入端负电源端同相输入反相输入∞＋＋－+12V输出6513724-12V调零电位器16.1.3主要参数1.最大输出电压UO

4、PP能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。2.开环差模电压增益Auo运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。Auo愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。6.共模输入电压范围UICM运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。愈小愈好3.输入失调电压UIO4.输入失调电流IIO5.输入偏置电流IIB16.1.4理想运算放大器及其分析依据1.理想运算放大器Auo，rid，ro0，KCMR2.电压传输特性uo=f(ui)线性区：uo=Auo(u+–u–)饱和区：u+>u–时，uo=+Uo(

5、sat)u+

6、在饱和区的特点(1)输出只有两种可能,+Uo(sat)或–Uo(sat)(2)i+=i–0,仍存在“虚断”现象电压传输特性当u+>u–时，uo=+Uo(sat)u+

7、路的结构和参数，而与运算放大器本身的参数关系不大。改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以实现不同的运算。16.2.1比例运算1.反相比例运算（1）电路组成以后如不加说明，输入、输出的另一端均为地()。（2）电压放大倍数因虚短,所以u–=u+=0，称反相输入端“虚地”—反相输入的重要特点因虚断，i+=i–=0，所以i1if因要求静态时u+、u–对地的等效电阻相同，所以平衡电阻R2=R1//RF动画式中负号表示输出电压与输入电压的相位相反uoifi1i–i+RFuiR2R1++––++–u+u–结论：①Auf为负值，即uo与ui极性相反。因为ui

8、加在反相输入端。②Auf只与外部电阻R1、RF有关，与运放本身参数无关。③

9、Auf

10、可大于1，