南京邮电学院《模拟电子技术基础》第7章 模拟集成电路系统ppt课件.ppt

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1、第7章模拟集成电路系统7—1集成运算放大器在基本运算中的应用7—2有源RC及开关电容滤波器7—3集成运算放大器精密二极管电路7—4电压比较器及弛张振荡器7—5模拟开关7—6集成运算放大器选择指南7—1集成运算放大器在基本运算中的应用理想集成运放的理想参数：开环差模电压增益Aod→∞；差模输入电阻Rid→∞；输出电阻Ro→0；KCMR→∞；输入失调电流IIO、失调电压UIO和它们的温漂均为零；输入偏置电流IIB=0；3dB带宽fH=∞,等等。7—1—1相加器一、反相相加器1.电路如图7—1所示。直流平衡电阻：理想集成运放工作在线性区时有两个重要特点：①理想运放的差模输入电压等

2、于零。即U+=U-“虚短”②理想运放的输入电流等于零。即I+=I-=0“虚断”2.关系式：因为Σ点“虚地”，所以图7—1反相相加器若则例1：利用集成运放实现以下求和运算关系：要求对应于各个输入信号来说，电路的输入电阻不小于10KΩ，试确定电路的参数。解：电路如图7-1所示，由题可得：又因为各路的输入电阻不小于10KΩ，所以选R2=10KΩ，则Rf=5R2=50KΩR1=Rf=50KΩ二、同相相加器1.电路如图7—3所示。2.同相端与反相端可视为“虚短路”，即U+=U-图7—3同相相加器电路所以：当R1=R2时，7—1—2相减器(差动放大器)相减器的输出电压与两个输入信号之差成正比。

3、如图7—4所示。可应用叠加原理来计算。①当ui2=0时，相当于同相比例放大器，则②当ui1=0时，相当于反相比例放大器，则总的输出电压uo为：当R1=R2，R3=R4时图7—4相减器电路例2利用相减电路可构成“称重放大器”。图7—5给出称重放大器的示意图。图中压力传感器是由应变片构成的惠斯顿电桥，当压力(重量)为零时，Rx=R，电桥处于平衡状态，ui1=ui2,相减器输出为零。而当有重量时，压敏电阻Rx随着压力变化而变化，从此电桥失去平衡，ui1≠ui2,相减器输出电压与重量有一定的关系式。试问，输出电压uo与重量(体现在Rx变化上)有何关系。图7—5称重放大器图7—6称重放大器的简

4、化图解图7—5的简化电路如图7—6所示。图中那么重量(压力)变化，Rx随之变化，则uo也随之变化，所以测量uo就可以换算出重量或压力。7—1—3积分器积分器能实现积分运算，即输出电压与输入电压的积分成正比。电路如图7-7所示。2.复频域传递函数为：即其频域传输函数为：1.频域表达式为:传输函数的模(7—12a)理想积分器的频率响应如图7—8所示。图7—7积分器电路附加相移(7—12b)3.在时域：(uC(0)=0)4.差动积分器：将相减器的两个电阻R3和R4换成两个相等电容C，而将R1=R2=R，则构成了差动积分器如图7-9所示图7—8理想积分器的频率响应图7—9差动积分器例3电路如

5、图7—10所示，R=100kΩ，C=10μF。当t=0~t1(1s)时，开关S接a点；当t=t1(1s)~t2(3s)时，开关S接b点；而当t＞t2(3s)后，开关S接c点。已知运算放大器电源电压UCC=

6、-UEE

7、=15V，初始电压uC(0)=0,试画出输出电压uC(0)的波形图。图7—10例3电路图解(1)因为初始电压为零(uC(0)=0)，在t=0~1s间，开关S接地，所以uo=0。(2)在t=1~3s间，开关S接b点，电容C充电,充电电流输出电压从零开始线性下降。当t=3s时:(3)在t＞3s后，S接c点，电容C放电后被反充电，uo从-4V开始线性上升，一直升至电源电压UC

8、C就不再上升了。那么升到电源电压(+15V)所对应的时间tx是多少?所以，uo(t)的波形如图7—11所示。图7—11例3电路的输出波形uo(t)7—1—4微分器将积分器的C和R的位置互换，就成了微分器，如图7—12所示。微分器的传输函数为其频率响应如图7—13所示。图7—12微分器图7—13理想微分器的频率响应可见，输出电压和输入电压的微分成正比。微分器的高频增益大。如果输入含有高频噪声的话，则输出噪声也将很大，而且电路可能不稳定，所以微分器很少有直接应用。在需要微分运算之处，也尽量设法用积分器代替。例如，解如下微分方程：(7—18)一、对数运算器最简单的对数运算器是将反相比例

9、放大器的反馈电阻Rf换成一个二极管或三极管，如图7—14所示。由图可见:式中，V的集电极电流故7—1—5对数、反对数运算器表明uo与ui成对数关系。存在问题：①ui必须为正；②IS和UT都是温度的函数，运算结果受温度的影响很大改善方法：①用对管消除IS的影响；②用热敏电阻补偿UT的温度影响。如图7-15所示。图7—15具有温度补偿的对数运算器图7—15中，V1和V2是一对性能参数匹配的晶体管，用以抵消反向饱和电流的影响，Rt是热敏电阻，用以