ch8-集成运算放大器解析课件.ppt

1、返回返回前一页前一页 后一页后一页后一页后一页返回返回前一页前一页+uou+u-。+UCCUEE后一页后一页返回返回前一页前一页反相反相输入端输入端同相同相输入端输入端输出端输出端后一页后一页返回返回前一页前一页后一页后一页返回返回前一页前一页前一页前一页 后一页后一页返回返回2 2、uo=VC1 VC2 =0uo=(VC1 VC1 )(VC2 VC2)=0静态时，静态时，ui1=ui2 =0当温度升高时当温度升高时ICVC （两管变化量相等）两管变化量相等）前一页前一页 后一页后一页1）能抑制输出端的零点漂移）能抑制输出端的零点漂移返回返回uo=(VC1 VC1 )(VC2 VC)=2 VC

2、1 两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，差模信号：差模信号：ui1=ui2大小相等、极性相反大小相等、极性相反前一页前一页 后一页后一页2）能放大差模信号）能放大差模信号差模信号差模信号是有用信号是有用信号信号输入信号输入+返回返回uo=(VC1 VC1 )(VC2 VC)两管集电极电位呈等量同向变化，两管集电极电位呈等量同向变化，共模信号：共模信号：ui1=ui2大小相等、极性相同大小相等、极性相同+前一页前一页 后一页后一页3）能抑制共模信号）能抑制共模信号差动电路抑差动电路抑制共模信号制共模信号能力的大小能力的大小,反映了它对反映了它对零点漂移

3、的零点漂移的抑制水平。抑制水平。共模信号共模信号 需要抑制需要抑制 返回返回前一页前一页 后一页后一页4）比较输入）比较输入这种输入常作为这种输入常作为比较放大来应用比较放大来应用 放大器只放大器只 放大两个放大两个 输入信号输入信号 的差值信的差值信 号号差差 动放大电动放大电 路。路。返回返回前一页前一页 后一页后一页返回返回（Common-Mode Rejection Ratio)CdCMRRAAK)(20)(分贝CdCMRRAAlgdBK 衡量差动放大电路放大差模信号和抑制衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力。共模信号的能力。差模放大倍数差模放大倍数共模放大倍数共模放大倍数

4、 KCMRR越大，说明差越大，说明差模放大倍数越大，抑制模放大倍数越大，抑制共模信号的能力越强。共模信号的能力越强。前一页前一页 后一页后一页5）共模抑制比）共模抑制比返回返回3 3、典型差动放大电路、典型差动放大电路RE、EE作用：作用：)(不不影影响响差差模模放放大大对对差差模模无无负负反反馈馈作作用用(能能抑抑制制零零点点漂漂移移)对对共共模模起起负负反反馈馈作作用用效效果果EREE：用于补偿用于补偿RE上的压降，以维持工作点不变上的压降，以维持工作点不变VT1+VCCEERCRBRCT2RBREui1ui2+-+-VT1后一页后一页前一页前一页uo+-uo+-返回返回后一页后一页返回返

5、回前一页前一页+Uo(sat)-Uo(sat)ud=u+u-uo线性区线性区非线性区非线性区后一页后一页返回返回前一页前一页 差模输入电压约等于差模输入电压约等于 0 即即 u+=u 称称“虚短虚短”输入电流约等于输入电流约等于 0 即即 i+=i 0 称称“虚断虚断”线性区线性区 Auo越大，运放的越大，运放的 线性范围越小，必线性范围越小，必 须加负反馈才能使须加负反馈才能使 其工作于线性区。其工作于线性区。后一页后一页返回返回前一页前一页 输出只有两种可能输出只有两种可能+Uo(sat)或或 Uo(sat)当当 u+u 时，时，uo=+Uo(sat)u+Ube，rif 提高提高。iifr

6、FAr)1(0 1 1）串联负反馈）串联负反馈bbebiiIUIUr 无负反馈时：无负反馈时：有负反馈时：有负反馈时：biifIUr uiubeib+uf+使电路的输入电阻提高使电路的输入电阻提高返回返回后一页后一页前一页前一页FArrifi01 ifbbeiIUr 无负反馈时：无负反馈时：有负反馈时：有负反馈时：ibeifIUr 在同样的在同样的Ube下，下，Ii=Ib+If Ib，rif 降低降低。2 2）并联负反馈）并联负反馈 使电路的输入电阻降低使电路的输入电阻降低iiibube+返回返回后一页后一页前一页前一页oofrFAr)1(0 FArroof01 电压负反馈具有稳定输出电压的作

7、用，电压负反馈具有稳定输出电压的作用，即有恒压输出特性，故输出电阻降低。即有恒压输出特性，故输出电阻降低。电流负反馈具有稳定输出电流的作用，电流负反馈具有稳定输出电流的作用，即有恒流输出特性，故输出电阻提高。即有恒流输出特性，故输出电阻提高。1 1）电压负反馈使电路的输出电阻降低）电压负反馈使电路的输出电阻降低2 2）电流负反馈使电路的输出电阻提高）电流负反馈使电路的输出电阻提高返回返回后一页后一页前一页前一页后一页后一页返回返回前一页前一页0 ii11Ruuii FFRuui0 fii 1iFuRRu101RRuuAFiouf 后一页后一页返回返回前一页前一页 虚短虚短 u-=u+=0 称称

8、“虚地虚地”反相反相 输入运算的重要特点输入运算的重要特点1RRuuAFiouf iFouRRu1 uo+.uiR2RFu+u_。R1.。+后一页后一页返回返回前一页前一页后一页后一页返回返回前一页前一页例：电路如下图所示，已知例：电路如下图所示，已知 R1=10 k ，RF=50 k 。求：求：1、Auf、R2；2、若若 R1不变，要求不变，要求Au f为为 10，则，则RF、R2 应为应为 多少？多少？RF+.uiuoR2u+u_。R1解：解：1、Au f=RF R1 =50 10=5R2=R1 RF =10 50 10+50=8.3 k 2、Au f=RF R1=RF 10=10 RF=

9、Auf R1=10 10=100 R2=10 100 10+100=9.1 k 后一页后一页返回返回前一页前一页oFuRRRu 11 uu0 iiuu iFuRRu)1(10 11RRuuAFiouf 后一页后一页返回返回前一页前一页后一页后一页返回返回前一页前一页uiuo+.u+u_。URLR1R2+.uoR2RFu+u_。ui。R1 此电路是电压此电路是电压 串联负反馈，输串联负反馈，输 入电阻高，输出入电阻高，输出 电阻低，在电路电阻低，在电路 中的作用与分立中的作用与分立 元件的射极输出元件的射极输出 器相同，但是电器相同，但是电 压跟随性能更好。压跟随性能更好。后一页后一页返回返回前

10、一页前一页FoiiiiRuRuRu22110 iFoiiiiRuuRuuRuu 2211后一页后一页返回返回前一页前一页)(2211iiFiiFouRRuRRu2、1212iiiiuRRRu 22111)1(iiiiF ouRRRRRu F ouRRu )1(112121)1(iiiiFuRRRRR )(1(221112121iiiiiiiiFouRRRuRRRRRu 分析方法一：分析方法一：?U后一页后一页返回返回前一页前一页22111212iiiiiiiiuRRRuRRRu uRRuFo)1(1iii1i2后一页后一页返回返回前一页前一页+.uoRFu+u_。.ui2。Ri2R1ui1Ri

11、2+.ui2ui1uoR2RFu+u_。Ri1Ri2。前一页前一页 后一页后一页返回返回)(1(221112121iiiiiiiiFouRRRuRRRRRu 前一页前一页 后一页后一页返回返回)(2211iFiFouRRuRRu2323iuRRRu 11Riuuu uu1111 RRRuuuFioi 1123231)1(iFi FouRRuRRRRRu 后一页后一页返回返回前一页前一页1123231)1(iFi FouRRuRRRRRu R2/R3=R1/RF 如果取如果取 R1=R2，R3=RF)(121iiFouuRRu 则：则：如果取如果取 R1=R2=R3=RF 12iiouuu 则：

12、则：输出与两个输入信号的输出与两个输入信号的差值差值成正比。成正比。+.ui2ui1uoR3RFu+u-。R1。R2后一页后一页返回返回前一页前一页11iF ouRRu o oouuu uRRuF o)1(123231)1(i FuRRRRR +.ui2ui1uoR3RFu+u-。R1。R2后一页后一页返回返回前一页前一页dtduCRucFi 1dtduCoF dtuCRuiFo 11dtduCicFf 11Ruiicu后一页后一页返回返回前一页前一页若输入信号电压为恒定直流量，若输入信号电压为恒定直流量，即即 ui=Ui时时，则，则tCRUdtUCRuFiiFo1110U iiu0Ui iu

13、uot0-UOM+UOMt0uiFiOMCRUUt10 积分饱和积分饱和线性积分时间线性积分时间线性积分时间线性积分时间输出电压随时输出电压随时间线性变化间线性变化后一页后一页返回返回前一页前一页当电容当电容CF的初始电压为的初始电压为 uc(t0)时，则有时，则有 0101tudtuCRucttiFo 1 010tudtuCRottiF tt 0前一页前一页 后一页后一页 采用集成运算放大器组成的积分电路，由采用集成运算放大器组成的积分电路，由于充电电流基本上是恒定的，故于充电电流基本上是恒定的，故u0是时间是时间t的的一次函数，从而提高了它的线性度。一次函数，从而提高了它的线性度。将比例运

14、算和积分运算结合在一起，就组成将比例运算和积分运算结合在一起，就组成比例比例积分运算电路。积分运算电路。这种运算器又称这种运算器又称PI调节调节器，常用于控制系统中，以保证自控系统的稳器，常用于控制系统中，以保证自控系统的稳定性和控制精度。定性和控制精度。返回返回)(dtiCiRFF111)(dtUCRuRRiFiF111)(cfFouiRu 返回返回fii 1FoiRudtduC 1dtduCRuiFo1 uot0t0ui前一页前一页 后一页后一页返回返回fFoiRu CRfiii )(11dtduCRuii )(dtduCRuRRuiFiF110前一页前一页 后一页后一页返回返回uo+.u

15、iRRFu+u_。R1.。+.uoR2RFu+u_。ui。R1+.uoRu+u_。R1ui。.RF.+uiuou+u_。R11R 将输出电压将输出电压反馈到输入反馈到输入 返回返回io+.ioR2RLu+u_ui。R1将输出电流将输出电流反馈到输入反馈到输入+.uiR2RFu+u_。R1.。RLR电流并联电流并联负反馈负反馈电流串联电流串联负反馈负反馈 返回返回返回返回返回返回前一页前一页 后一页后一页返回返回理想运放工作在非线性区的特点：理想运放工作在非线性区的特点：输出只有两种可能输出只有两种可能+Uo 或或Uo 当当 u+u 时，时，uo=+Uo u+UR，uo=+UOui UR，uo=

16、UOuiuoo UO+UOUR电压传输特性电压传输特性uouio UO+UOUR+uiuou+u_。R1+_URR2+_+uiuou+u_。R1 URR2前一页前一页 后一页后一页返回返回uitoURouot+UO UOouot+UO UOt1t2+uiuou+u_。R1+_URR2+_+uiuou+u_。R1 URR2前一页前一页 后一页后一页返回返回3.输出带限幅的电压比较电路输出带限幅的电压比较电路设稳压管的稳定电压为设稳压管的稳定电压为UZ，忽略稳压管的正向导通压降忽略稳压管的正向导通压降则则 ui UR，uo=UZUZ-UZuiuoo UO+UOUR电压传输特性电压传输特性+uiuou+u_。R1+_URR.DZou R2前一页前一页 后一页后一页返回返回uiuoo UO+UOUR=0uitoouot+UO UO+uiuou+u_。R1优点：优点：结构简单，灵敏度高结构简单，灵敏度高缺点：缺点：抗干扰能力差，当抗干扰能力差，当ui在门限电平附近变动在门限电平附近变动 时时，输出输出 uo 反复跳变。反复跳变。R2前一页前一页 后一页后一页返回返回+uouituituo例：利用电压比较例：利用电压比较电路将正弦波变为电路将正弦波变为方波。方波。+Uo Uo过零比较电路过零比较电路前一页前一页 后一页后一页返回返回