第2章--集成运放及其基本应用ppt课件.ppt

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1、2.2集成运算放大电路2.4理想运放组成的电压比较器2.3理想运放组成的基本运算电路2.1放大的概念和放大电路的性能指标第2章集成运放及其基本应用练习题2.基本运算电路的分析计算3.电压比较器的分析和传输特性的求解本章重点：1.放大电路的性能指标：Au、Ad、Ac、KCMR、Ri、Ro等一、放大的概念放大的对象：变化量放大的本质：能量的控制与转换放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真——放大的前提判断电路能否放大的基本出发点VCC至少一路直流电源供电2.1放大的概念和放大电路的性能指标二、放大电路的性能指

2、标1、放大倍数：输出量与输入量之比电压放大倍数是最常被研究和测试的参数信号源信号源内阻输入电压输入电流输出电压输出电流对信号而言，任何放大电路均可看成二端口有源网络。2、输入电阻和输出电阻将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输出电阻。空载时输出电压有效值带RL时的输出电压有效值输入电压与输入电流有效值之比。从输入端看进去的等效电阻3.通频带由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。下限频率上限频率4.最大不失

3、真输出电压Uom（有效值）：不失真的前提下能够输出的最大电压。5.最大输出功率Pom和效率η：Pom：在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率效率η：放大电路中供电的直流电源能量的利用率效率等于最大输出功率Pom与电源消耗功率PV之比2.2集成运算放大电路集成运算放大电路，简称集成运放，是一个高性能的放大电路。因首先用于信号的运算而得名。由于它具有体积小、重量轻、价格低、使用可靠、灵活方便、通用性强等优点，在检测、自动控制、信号产生与信号处理等许多方面得到了广泛应用。两个输入端一个输出端集成运放的内

4、部组成：同相输入反相输入输出集成运算放大器即为高增益直接耦合放大器，其内部组成如下图所示：集成运放的电路符号1、差分（动）放大电路的概念集成运放的输入部分是差分放大电路，集成运放也可看成高性能的差分放大电路。差分放大电路ui1ui2uo放大电路uiuo差分放大电路有二个输入端和一个输出端。在差动放大电路的两个输入端分别输入大小相等、极性相反的信号，即ui1=-ui2=uid/2，这种输入方式称为差模输入。两信号的差值称为差模信号，用uid表示，uid为两输入端输入信号之差，即uid=ui1–ui2若两输入端分

5、别输入大小相等、极性相同的信号，即ui1=ui2=uic，这种输入方式称为共模输入，两信号的算术平均值称为共模信号，用uic表示。uic为：uic=(ui1＋ui2)/2若ui1≠ui2，这种输入方式称为比较输入，ui1、ui2可分解为一对共模信号及一对差模信号。即：差分放大电路只对差模信号才起放大作用，对共模信号起抑制作用，故称为差分放大电路。共模抑制比KCMR：综合考察差分放大电路放大差模信号的能力和抑制共模信号的能力。其值越大越好。根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法：双端输入双端输出、双

6、端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。差模电压增益共模电压增益集成运放的符号∞_++(a)国标符号(b)习惯画法2、集成运放的符号及电压传输特性+VOM-VOM+VOM-VOM集成运放的电压传输特性由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的最大输入电压(uP－uN)的数值仅为几十～一百多微伏。在线性区：uO＝Aod(uP－uN)Aod是开环差模放大倍数。非线性区(uP－uN)的数值大于一定值时，集成运放的输出不是＋UOM(该值接近于电源电压),就是－UOM，即集成运放工作在非线性区。u

7、O=f(uP-uN)+VOM-VOMvivo+VOM-VOMAod越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。例：若VOM=±12V，Aod=106，则

8、vi

9、<12V时，运放处于线性区。线性放大区运放工作在线性区时的特点3、理想集成运放理想运放的电路模型：同相输入反相输入受控电压源输出电阻输入电阻供电电源供电电源为了简化分析并突出主要性能，通常把集成运放看成理想的，理想运算放大器应当满足下列条件：(1)开环差模电压放大倍数趋于无穷；(2)输入电阻趋于无穷；(3)

10、输出电阻趋于零；(4)共模抑制比趋于无穷；(5)有无限宽的频带；(6)当输入端u-=u+时，uo=0。目前，集成运放的开环差模电压放大倍数均在104以上，输入电阻达到兆欧数量级，输出电阻在几百欧以下。因此，作近似分析时，常常对集成运放作理想化处理。集成运放的理想化条件：4、理想运放的工作区域反馈：将放大电路输出信号（电压或电流）的部分或全部通过一定的电路（反馈电路）回送到输入回路的反送过程。引入反馈