1、4 集成运算放大器的应用集成运算放大器的应用4.1 集成运算放大器在信号运算电路中应用集成运算放大器在信号运算电路中应用4.2 测量放大器测量放大器4.3 集成运算放大器在信号处理方面的应用集成运算放大器在信号处理方面的应用4.4 集成运算放大器在信号产生方面的应用集成运算放大器在信号产生方面的应用一、基本内容：一、基本内容：1.运算放大器组成的基本运算电路；运算放大器组成的基本运算电路；2.测量放大器；测量放大器；3.几种滤波电路的原理和功能；几种滤波电路的原理和功能；4.几种电压比较器；几种电压比较器；5.几种不同结构的正弦振荡电路。几种不同结构的正弦振荡电路。4 集成运算放大器的应用集成
2、运算放大器的应用1.通过学习，学生掌握由运算放大器组成的通过学习，学生掌握由运算放大器组成的基本运算电路的工作原理；基本运算电路的工作原理；2.了解有源滤波器的工作原理；了解有源滤波器的工作原理；3.理解电压比较器的工作原理和应用；理解电压比较器的工作原理和应用；4.了解几种不同结构的正弦振荡电路的工作了解几种不同结构的正弦振荡电路的工作原理。原理。二、教学要求：二、教学要求：4 集成运算放大器的应用集成运算放大器的应用4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用返回主目录在半导体制造工艺的基础上，把整个电路的元在半导体制造工艺的基础上，把整个电路的元器件（
3、电阻、电容、晶体管等）制作在一块硅器件（电阻、电容、晶体管等）制作在一块硅片上，构成特定功能的电子电路，称为片上，构成特定功能的电子电路，称为集成电集成电路路。集成电路的优点：体积小、重量轻、功率小、集成电路的优点：体积小、重量轻、功率小、稳定性好及价格便宜等。稳定性好及价格便宜等。集成电路的分类：模拟集成电路、数字集成电集成电路的分类：模拟集成电路、数字集成电路；中、大、超大规模集成电路等。路；中、大、超大规模集成电路等。运算放大器外形运算放大器外形(a)双列直插式双列直插式(b)圆壳式圆壳式(c)扁平式扁平式返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路
4、中的应用4.1.1 理想集成运算放大器分析依据理想集成运算放大器分析依据1.运放工作在线性区的特点：运放工作在线性区的特点：1）虚短：）虚短：uu1）虚断：）虚断：0ii2.运放工作在非线性区的特点：运放工作在非线性区的特点：2）虚断：）虚断：0ii运放输出有两种可能：运放输出有两种可能：uu时时satUu00 uu时时satUu00返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用4.1.2 信号运算电路信号运算电路1.反相反相比例运算电路比例运算电路uo+R1uiRFRPuu+i1iFu=u+=0虚地虚地i1=iFuiR1=uoRFuo=F1ui闭环
5、电压放大倍数闭环电压放大倍数Auf返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用平衡电阻平衡电阻+R1RFRPuu+2.平衡电阻平衡电阻:作用使作用使得电路达到静态平得电路达到静态平衡衡 RP=R1/RF注意：注意：1.当当 RF=R1时，时，uo=ui ，称为，称为反相器反相器。3.uO与与ui成反相比例；成反相比例；uO的大小只与外接元件的大小只与外接元件 R1、RF的阻值和的阻值和ui有关。有关。返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用2.同相比例运算放大电路同相比例运算放大电路uo+R1RPu
6、iRFuu+i1iFu=u+=uiiF=i1uo u RFuo=RFR1)u+(1+=uRFuo=RFR1)ui(1+平衡电阻平衡电阻:RP=R1/RF返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用注意：注意：uo+ui1.uO与与ui同相位，且同相位，且Auf1；uO 的大小只的大小只与外接元件与外接元件 R1、RF 的阻值和的阻值和 ui 有关。有关。2.若若 RF=0,R1=,RP=0 时时,uO=ui称为电压跟随器。称为电压跟随器。3.平衡电阻平衡电阻:RP=R1RF电压跟随器电压跟随器返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在
7、信号运算电路中的应用算电路中的应用例例4.1.1.在图示电路中，已知在图示电路中，已知R1=100k，RF=200k，ui=1V，求输出电压，求输出电压uo，并说明输入级的作用。，并说明输入级的作用。ui +R2 +uoRfR1uo1返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用解：解：输入级为电压跟随器，由于是电压串联负反馈，输入级为电压跟随器，由于是电压串联负反馈，因而具有极高的输入电阻，起到减轻信号源负因而具有极高的输入电阻，起到减轻信号源负担的作用，且担的作用，且u01=ui=1V，作为第二级的输入。，作为第二级的输入。第二级为反相比例运算放
8、大电路，故其输出电第二级为反相比例运算放大电路，故其输出电压为压为返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用例例4.1.2已知已知R1=10k，RF=500k，求电压放大倍数，求电压放大倍数Auf、输入电阻输入电阻Ri及平衡电阻及平衡电阻RP。5010500iFufRRA解：解：KRRi101kRRRFP8.95001050010/1uo+R1uiRFRPuu+i1iF返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用返回主目录
9、例例4.1.3 下图所示为两级比例运算放大电路，求下图所示为两级比例运算放大电路，求uo 与与ui 的关系的关系。+2Ruiuo2+RFR1Ruo1+uoR2R234.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用返回主目录解解:uo1=uiRFR1uo2=uo12RR2RFR1=uiuo2=uo2uo1 2RFR1RFR1=ui+ui 3RFR1=ui 3.加法运算电路加法运算电路uo+R2RFRPR1ui1ui2iF0uuFiii21)(2211iFiFouRRuRRu平衡电阻平衡电阻:RP=R1/R2/RF思考：能思考：能否用叠加否用叠加定理求输定理求输出电
10、压？出电压？如何求？如何求？返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用注意：注意：1.uO 的大小只与外接电阻的大小只与外接电阻 R1、R2、RF 的阻的阻 值和值和 ui1、ui2 有关。有关。2.调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响输入电压和输出电压的比例关系，调节不影响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。方便。3.当当 R11=R12=RF 时，时，uO=(ui1+ui2)4.平衡电阻平衡电阻:RP=R1R2RF 返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应
11、用算电路中的应用3.减法运算电路减法运算电路R3uo+R1RFR2ui1ui2 uu11RuuRuuiFo312RuRuui1123231)1(iFiFouRRuRRRRRu返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用注意：注意：3 2 F 1 当当=时时,1.F 1uO=(ui2ui1)2.当当 R1=RF 时时,uO=ui2 ui13.平衡电阻平衡电阻:R2R3=R1RF 4.模拟运算电路是集成运算放大电路工作在线模拟运算电路是集成运算放大电路工作在线性区的应用，输入输出为线性关系，可以应用性区的应用，输入输出为线性关系，可以应用叠加定理来求解
12、。叠加定理来求解。返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用例例4.1.4 如图为两级运放组成的电路，如图为两级运放组成的电路，已知已知 ui1=0.1 V，ui2=0.2 V，ui3=0.3 V，求求 uO。ui1ui2ui3 +uO 30 k 30 k 30 k 10 k 10 k 10 k 10 k 10 k 返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用第一级为加法运算电路：第一级为加法运算电路：解：解：第二级为减法运算电路：第二级为减法运算电路：F1 12 F1 11uO1=(ui1 ui2)
13、=0.3 VR5R4+R5RF2R3(1 )ui3 RF2R3 uO1 uO=0.6 V返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用返回主目录例例4.1.5 右图所示为一加减混合运算电路右图所示为一加减混合运算电路，已知已知R1=R2=R3=R4，R5=RF。求此。求此电路的输出电电路的输出电压压uo 的表达式的表达式。uo+R1R2R3R4RFui1ui2ui3ui4R54.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用返回主目录利用叠加
14、原理求解此题。当利用叠加原理求解此题。当ui1单独作用时：单独作用时：uo1=ui1RFR1当当ui2单独作用时：单独作用时：uo2=ui2RFR1 当当ui3单独作用时，单独作用时，R1与与R2 并联接地，并联接地，R4与与R5 并联接地，其上的电压并联接地，其上的电压 是从同相是从同相 输入端输入的电压，根据同相比例运算得：输入端输入的电压，根据同相比例运算得：R4RFR3+R4Rfui3（）RFR1R2uo3=1+uiR4R5R3+(R4R5)解解:5.积分运算积分运算uo+CuiR1uu+RPi1iF+uC0uit0uotui t1R1CUOM阶跃响应阶跃响应u=u+=0uC=uuo=
15、uoif=i1 i1=uiR1if=CduCdt=Cduodtuo=ui dt1R1C积分时间常数积分时间常数返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用注意：注意：1.当当 ui 为阶跃电压时为阶跃电压时,uO随时间线性积随时间线性积分到负饱和值为止。分到负饱和值为止。2.平衡电阻：平衡电阻：RP=R1 积分电路的用途：积分电路的用途：1.在电子开关中用于延迟。在电子开关中用于延迟。2.波形变换。例：将方波变为三角波。波形变换。例：将方波变为三角波。3.A/D转换中，将电压量变为时间量。转换中，将电压量变为时间量。4.移相。移相。返回主目录4.1
16、 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用6.微分运算微分运算uo+CuiRFuu+RPi1iF+uC0uit0uot阶跃响应阶跃响应u=u+=0uC=uiif=i1i1=CduCdtduiuo=RF Cdt微分时间常数微分时间常数返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用iF=uoRF注意：注意：1.当当 ui 为阶跃电压时为阶跃电压时,uO 为尖脉冲为尖脉冲电压。电压。2.平衡电阻：平衡电阻：RP=RF 返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用4.1 集成运算放
17、大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用例例4.1.6 已知输入已知输入 ui 的波形如图所示，试画出的波形如图所示，试画出输出输出uo 的波形。设的波形。设 5 Rf Ctp。uo+CuiRFR2解：解：uo=RFCduidttui0tuo0+Uitpt1 t2返回主目录4.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用返回主目录例例4.1.7 下图所示电路是广泛应用与自动调节系下图所示电路是广泛应用与自动调节系统中的比例积分微分电路。试求该电路统中的比例积分微分电路。试求该电路uo与与ui的关系式的关系式。uo+CFuiR1C1R2RF4
18、.1 集成运算放大器在信号运集成运算放大器在信号运算电路中的应用算电路中的应用返回主目录 由于由于u+=u=0，“”端为虚地端，因端为虚地端，因此此uo=(RF iF +iF dt)1 CFiF=i1=+C1ui R1 dui dt代入上式，得：代入上式，得：uo=ui+RF C1 +C1 dt RFR1 dui dt 1 Cfui R1)dui dt(C1CF=RFR1 1 R1CF)dui dt(+ui+RF C1 ui dt解解:4.2 测量放大器测量放大器 返回主目录 在自动控制和非电测量等系统中，常用各种在自动控制和非电测量等系统中，常用各种传感器将非电量传感器将非电量(如温度、应变
19、、压力和流量等如温度、应变、压力和流量等)的变化转换为电信号的变化转换为电信号(电压或电流电压或电流)，而后输入而后输入系统。但这种非电量的变化是缓慢的，电信号系统。但这种非电量的变化是缓慢的，电信号的变化量常常很小的变化量常常很小(一般只有几毫伏到几十毫一般只有几毫伏到几十毫伏伏)，所以要将电信号加以放大。，所以要将电信号加以放大。4.2 测量放大器测量放大器 返回主目录测量放大电路的作用是将测量电路或传感器送测量放大电路的作用是将测量电路或传感器送来的微弱信号进行放大，再送到后面电路去处来的微弱信号进行放大，再送到后面电路去处理。理。一般对测量放大电路的要求是输入电阻高、一般对测量放大电路
20、的要求是输入电阻高、噪声低、稳定性好、精度及可靠性高、共模抑噪声低、稳定性好、精度及可靠性高、共模抑制比大、线性度好、失调小、并有一定的抗干制比大、线性度好、失调小、并有一定的抗干扰能力。扰能力。4.2 测量放大器测量放大器 返回主目录1.测量放大器的原理电路测量放大器的原理电路ui1+R2+uo2uo1uoR6R6R4R4+R2R1+ui2ui+A2A1A3 +4.2 测量放大器测量放大器 返回主目录12i1i212o1o2RuuRRuu )(2o1o46ouuRRu 对对A1和和A2有有对对A3有有)(2 2i1i12146ouuRRRRRu 所所以以4.2 测量放大器测量放大器 返回主目
21、录)21(12462i1ioiofRRRRuuuuuAu 改变改变R1的阻值，即可调节电压放大倍数的阻值，即可调节电压放大倍数4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 4.3.1 滤波器的概念滤波器的概念滤波器：滤波器：是用来获得信号中有用的频率成分，是用来获得信号中有用的频率成分，滤除信号中无用的频率成分的电子装置。滤除信号中无用的频率成分的电子装置。滤波电路传递函数定义：滤波电路传递函数定义：)(itu)(Otu滤波电路滤波电路)()()(iosususA时，有时，有 j s)(je)j()j(AA)()j(A其中其中)j(A)(模，幅频响应模，幅频响应
22、 相位角，相频响应相位角，相频响应返回主目录分类：分类：4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 按所处理的信号分类：按所处理的信号分类：模拟滤波器模拟滤波器数字滤波器数字滤波器按所用元件分类：按所用元件分类：无源滤波器：无源滤波器：有源滤波器：有源滤波器：由由R、C或或R、L等组成等组成 由由R、C元件元件和和运算放大器共同组成。运算放大器共同组成。返回主目录4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 按允许通过的频率范围分：按允许通过的频率范围分：低通滤波电路低通滤波电路（LPF）：允许低于某一上限截止频率允许低于某一上
23、限截止频率 以下的信号通过，以下的信号通过，阻止高于此频率的信号通过。阻止高于此频率的信号通过。hf高通滤波电路高通滤波电路（HPF）：）：允许高于某一下限截止频率允许高于某一下限截止频率 以上的信号通过，以上的信号通过，阻止低于此频率的信号通过。阻止低于此频率的信号通过。lf返回主目录4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 带通滤波电路带通滤波电路（BPF）：允许通过的信号频率仅在某两个截止频率之间允许通过的信号频率仅在某两个截止频率之间的一段范围内。的一段范围内。带阻滤波电路带阻滤波电路（BEF）：在某两个截止频率之间的一段范围内的信号不在某两个截止频
24、率之间的一段范围内的信号不能通过。能通过。返回主目录4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 各类滤波器理想幅频特性和实际滤波器特性各类滤波器理想幅频特性和实际滤波器特性返回主目录4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 4.3.2 有源滤波器有源滤波器1.一阶一阶有源低通滤波器有源低通滤波器CRF R1 R Uo Ui 在在 RC 回路回路 中，中，根据同相比例运算电路根据同相比例运算电路 RF R1=(1 )U=UC=RjXC Ui jXC1j RC Ui=Uo=(1RF R1 )U+1j RC Ui返回主目录4.3
25、集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 1j RC =RF R1 1 RF R1 1|Auf|=1(RC)2 幅频特性幅频特性 c|Auf|1 O2|AFP|AFP|当当=0 时，时，|Aufo|=RFR1 1|AFP|=Auf=Uo Ui返回主目录4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 上上式中，式中，c 称为截止角频率称为截止角频率。频率小于频率小于 c 的信号可以通过。的信号可以通过。当当 =c=时时,RC 1|AFP|Auf|=12RFR1（1 ）=12返回主目录4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方
26、面的应用理方面的应用 RR1RFC+-+iUoUCRP2.二阶二阶有源低通滤波器有源低通滤波器选频电路由两个选频电路由两个RC环节构成环节构成的滤波电路称为二阶滤波电的滤波电路称为二阶滤波电路。路。右图为二阶有源低通右图为二阶有源低通滤波电路的一种形式滤波电路的一种形式返回主目录4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 一阶低通和二阶低通一阶低通和二阶低通幅频特性曲线幅频特性曲线的区别如的区别如下图：下图：阶数越高，阶数越高，幅频特性曲线幅频特性曲线越接近理想滤波器。越接近理想滤波器。返回主目录4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用
27、理方面的应用 -3dBAuf理想低通理想低通一阶低通一阶低通二阶低通二阶低通ioUU0o返回主目录4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 返回主目录3.一阶一阶有源高通滤波器有源高通滤波器CRF R1 R Uo Ui 在在 RC 回路中：回路中：R j C 1=Ui U+R=Ui1 j RC1根据同相比例运算电路，根据同相比例运算电路，可得可得 RF R1=(1 )RF R1 Uo=)U+(1 Ui1 j RC14.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 返回主目录Ui=UoRFR1 1 1 j RC 1Auf=RF R1
28、 1|Auf|=12 RC 1()幅频特性幅频特性 c|Auf|1 O2|AFP|AFP|4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 RFR1 1|AFP|=当当=时时，|Auf|=RC 1当当 =c=时，时，|AFP|Au|=2=21RFR1(1 )频率大于频率大于 c 的信号可以通过。的信号可以通过。返回主目录4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 返回主目录4.二阶二阶有源高通滤波器有源高通滤波器 与低通滤波电路类似，一阶电路在低频处衰与低通滤波电路类似，一阶电路在低频处衰减较慢，为使其幅频特性更接近于理想特性，减较
29、慢，为使其幅频特性更接近于理想特性，可再增加一级可再增加一级RC组成二阶滤波电路下图所示。组成二阶滤波电路下图所示。欲得到更加理想的滤波特性，可将多个一阶欲得到更加理想的滤波特性，可将多个一阶或二阶滤波电路串接起来组成高阶高通滤波器。或二阶滤波电路串接起来组成高阶高通滤波器。4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 返回主目录 二阶二阶有源高通滤波器有源高通滤波器4.3 集成运算放大器在信号处集成运算放大器在信号处理方面的应用理方面的应用 返回主目录5.带通和带阻带通和带阻滤波器滤波器将截止频率为将截止频率为fh的低通滤波电路和截止频率为的低通滤波电路和截止
30、频率为fl的高通滤波电路进行不同的组合，就可以得的高通滤波电路进行不同的组合，就可以得到带通滤波电路和带阻滤波电路。将一个低通到带通滤波电路和带阻滤波电路。将一个低通滤波电路和一个高通滤波电路串联连接即可组滤波电路和一个高通滤波电路串联连接即可组成带通滤波电路，成带通滤波电路，fhfl才能组成才能组成带通电路带通电路。一个低通滤波电路和一个高通滤波电路并联连一个低通滤波电路和一个高通滤波电路并联连接组成的带阻滤波电路，所以接组成的带阻滤波电路，所以fh1，过渡到过渡到 AuF =1，从而达到稳幅振荡。从而达到稳幅振荡。(3)选频网络选频网络:保证输出为单一频率的正弦波，保证输出为单一频率的正弦
31、波，即使电路只在某一特定频率下满足自激振荡条即使电路只在某一特定频率下满足自激振荡条件；件；4.4 集成运算放大器在信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录4.4.2 LC正弦振荡器正弦振荡器1.LC并联回路的特性并联回路的特性CLRuiLici电路等效阻抗电路等效阻抗)c1-Lj(RCL)c1-Lj(RLjcj1LjRcj1)LjR(cj1Z 4.4 集成运算放大器在信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录1）谐振频率谐振频率 f0 1 0，LC LCf210 2）谐振阻抗谐振阻抗 Z0RCLZ 03）回路品质因数回路品质因数 Q CLRCRR
32、LQ1100 CQLQZ00 0 04.4 集成运算放大器在信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录4）频率特性）频率特性)1(j1/RCRLRCLZ)/(j1000ffffQZ 0Z Z 0 Q 大大Q 小小 0 f90 90Q 增大增大幅频特性幅频特性相频特性相频特性4.4 集成运算放大器在信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录2.变压器反馈式振荡电路变压器反馈式振荡电路180 A 180 F 0 AF LCf 2104.4 集成运算放大器在信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录3.电感反馈式振荡电路电感反馈式振荡
33、电路CMLLf)2(21210 振荡频率振荡频率通常改变电容通常改变电容 C 来来 调节振荡频率。调节振荡频率。振荡频率一般在振荡频率一般在几十几十MHz以下。以下。4.4 集成运算放大器在信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录2.电容三点式振荡电路电容三点式振荡电路4.4 集成运算放大器在信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录通常再与线圈串联一个较小的可变电容来调通常再与线圈串联一个较小的可变电容来调节振荡频率。节振荡频率。2121021CCCCLf 振荡频率振荡频率 振荡频率可达振荡频率可达100MHz以上。以上。4.4 集成运算放大器在
34、信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录R1C1R2C2OUfU4.4.3 RC正弦振荡电路正弦振荡电路1.RC串并联网络的频率特性串并联网络的频率特性C/RCRC/RUUF j1j1j112 )j(31oo RC1o 4.4 集成运算放大器在信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录3112 UU 0 F .31 0 f90 90 RC串并联选频网络的频率特性串并联选频网络的频率特性4.4 集成运算放大器在信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录2.文氏电桥振荡电路文氏电桥振荡电路用正反馈信号用正反馈信号uf作为输入信号作
35、为输入信号选出单一频率选出单一频率的信号的信号uf+R+RFR1 C RCuO+4.4 集成运算放大器在信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录1)振荡频率振荡频率RCf 2102)振荡条件振荡条件21FRR1F2RR RF 不能太大，否则正弦波将变成方波。不能太大，否则正弦波将变成方波。应使：应使：1 uuFA 31 F3 A4.4 集成运算放大器在信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录例例4.4.1在下图所示在下图所示RC 正弦波振荡电路中，正弦波振荡电路中，R=1 k，C=10F，R1=2 k，R2=0.5 k，试分析：试分析：(1)为了
36、满足自励振荡的相位条件，开关应合向哪一为了满足自励振荡的相位条件，开关应合向哪一端（合向某一端时，另一端接地）？端（合向某一端时，另一端接地）？(2)为了满足为了满足自励振荡的幅度条件，自励振荡的幅度条件，RF 应等于多少？应等于多少？(3)为了满为了满足自励振荡的起振条件，足自励振荡的起振条件，RF 应等于多少？应等于多少？(4)振荡振荡频率是多少？频率是多少？4.4 集成运算放大器在信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录abRRCC_+RFR1R2uoS(1)正反馈才能满足自励正反馈才能满足自励振荡的相位条件，因此，振荡的相位条件，因此，开关开关S 应接在应接在b 点。点。(2)RC 串、并联反馈网络串、并联反馈网络的正反馈系数为：的正反馈系数为：|F|=13因此，为了满足因此，为了满足|Ao|F|=1 的条件，应有：的条件，应有：|Ao|=3解：解：4.4 集成运算放大器在信号产集成运算放大器在信号产生方面的应用生方面的应用 返回主目录(3)起振条件为：起振条件为：|Ao|F|1因此因此|Ao|=1+3RFR1RF 2R1=4 k(4)振荡频率为振荡频率为：fn=12RC=15.92 Hz=1210310106即：即：|Ao|=1+=3RFR1得得：RF =2R1=4 k
