集成运放电路及其应用.ppt

现代电子技术基础现代电子技术基础第六章第六章 集成运放电路及其应用集成运放电路及其应用 本章难点：本章难点：本章重点：本章重点：基本运算放大电路的分析；基本运算放大电路的分析；集成运放的应用；集成运放的应用；集成运放应用电路的分析；集成运放应用电路的分析；现代电子技术基础现代电子技术基础目目 录录二、二、运算电路在实际工程中的应用运算电路在实际工程中的应用返回主目录一、一、基本运算放大电路基本运算放大电路三、三、本章小节本章小节 现代电子技术基础现代电子技术基础一、基本运算放大电路一、基本运算放大电路2、运放两种工作状态 1、运放理想参数特性、运放理想参数特性输入电阻、开环增益、通频带非线性状态无穷大输出电阻零输出具有的两值性满足条件虚断线性状态满足条件虚断、虚短虚断虚短现代电子技术基础现代电子技术基础1、反相比例运算电路、反相比例运算电路 电压放大倍数电压放大倍数:输入电阻输入电阻:输出电阻输出电阻:Ro=0 一、一、比例运算比例运算 电路图电路图分析分析因虚短因虚短因虚断因虚断据欧姆定律据欧姆定律特殊应用特殊应用 反向器反向器Auf=1条件条件RF=R1电压并联负反馈电压并联负反馈反馈类型反馈类型现代电子技术基础现代电子技术基础2 2、同相比例运算电路、同相比例运算电路 电压放大倍数电压放大倍数:输入电阻输入电阻:输出电阻输出电阻:Rif=(1+AodF)Rid Ro=0 因虚短、虚断因虚短、虚断 电路图电路图 因虚断因虚断 据欧姆定律据欧姆定律特殊应用特殊应用:电压跟随器电压跟随器Auf=1Auf=1 条件条件 分析反馈类型分析反馈类型电压串联负反馈电压串联负反馈现代电子技术基础现代电子技术基础本节小结1、集成运放开环增益趋于无穷大，要实现线性放大、集成运放开环增益趋于无穷大，要实现线性放大必须引入必须引入深度负反馈深度负反馈2、分析由运放构成的比例运算、积分、微分等基本电路依据、分析由运放构成的比例运算、积分、微分等基本电路依据利用运放的虚短、虚断特性利用运放的虚短、虚断特性3、分析运放构成的基本电路功能的步骤、分析运放构成的基本电路功能的步骤A、确定无反馈输入端的电位确定无反馈输入端的电位B、列出反馈输入节点的电流关系式列出反馈输入节点的电流关系式C、根据欧姆定律将电流关系式转换成电压表示形式根据欧姆定律将电流关系式转换成电压表示形式现代电子技术基础现代电子技术基础D、整理输入、输出电压的关系，确定增益整理输入、输出电压的关系，确定增益4、比例运算电路的功能、比例运算电路的功能A、反相比例运算反相比例运算反相端输入，引入电压并联负反馈。反相端输入，引入电压并联负反馈。作业作业自测自测1-3、4、5、7、8返回本章目录Ro=0 B、同相比例运算同相比例运算同相端输入，引入电压串联负反馈。同相端输入，引入电压串联负反馈。Rif=(1+AodF)Rid Ro=0 现代电子技术基础现代电子技术基础3 3、加法运算、加法运算 分析分析 反相加法运算电路反相加法运算电路电路图电路图 据欧姆定律据欧姆定律 思考去掉思考去掉“-”的方法的方法 因虚短、虚短因虚短、虚短现代电子技术基础现代电子技术基础4 4、减法运算、减法运算 电路图电路图 分析分析 因虚短、虚短因虚短、虚短 据欧姆定律据欧姆定律 整理得整理得现代电子技术基础现代电子技术基础5 5、积分电路、积分电路 积分电路图积分电路图 因虚短、虚短因虚短、虚短据欧姆定律和电容特性据欧姆定律和电容特性 反馈类型反馈类型 电压并联负反馈电压并联负反馈现代电子技术基础现代电子技术基础积分电路的应用应用于信号运算、波形变换、应用于信号运算、波形变换、自动控制、测量自动控制、测量 等等举例举例现代电子技术基础现代电子技术基础6.6.微分电路微分电路返回本章目录电路图电路图 因虚短、虚短因虚短、虚短据欧姆定律和电容特性据欧姆定律和电容特性实际微分电路实际微分电路在输入支路接小电阻，抑制高频干扰在输入支路接小电阻，抑制高频干扰 反馈类型反馈类型 电压并联负反馈电压并联负反馈现代电子技术基础现代电子技术基础本节小 结B、积分、微分电路积分、微分电路积分电路积分电路应用于波形转换、检测等电路应用于波形转换、检测等电路1、加、减法加、减法 运算电路运算电路 反相加法运算电路反相加法运算电路 减法运算电路减法运算电路微分电路微分电路返回本章目录现代电子技术基础现代电子技术基础二、运算电路在实际工程中的应用二、运算电路在实际工程中的应用1 1、测量放大器、测量放大器 应用于微弱信号放大应用于微弱信号放大 分析分析串联反馈串联反馈输入电阻高输入电阻高电路对称电路对称抑制温漂抑制温漂单端输出单端输出将无极性信号转将无极性信号转换为有极性输出换为有极性输出二级为减法器二级为减法器现代电子技术基础现代电子技术基础2 2、滤波器滤波器 允许低于某一频率的信号通过，允许低于某一频率的信号通过，将高于此频率的信号衰减将高于此频率的信号衰减A A、作用作用允许信号中的某一部分频率的信号通过，允许信号中的某一部分频率的信号通过，对其它频率的信号进行衰减对其它频率的信号进行衰减B B、分类分类低通滤波器低通滤波器高通滤波器高通滤波器允许高于某一频率的信号通过，允许高于某一频率的信号通过，将低于此频率的信号衰减将低于此频率的信号衰减带通滤波器带通滤波器允许在某一频带范围内的信号通允许在某一频带范围内的信号通过，将此频带以外的信号衰减过，将此频带以外的信号衰减带阻滤波器带阻滤波器将某一频带范围内的信号衰减，将某一频带范围内的信号衰减，允许此频带允许此频带以外以外的的信号通过信号通过现代电子技术基础现代电子技术基础（1）无源滤波器 低通滤波电路低通滤波电路利用电阻、电容等无源器件构成的滤波器利用电阻、电容等无源器件构成的滤波器A、组成组成B、电路电路低通幅频特性低通幅频特性电容阻低频通高频的特性电容阻低频通高频的特性现代电子技术基础现代电子技术基础高通幅频特性高通幅频特性 C、无源滤波电路和特点无源滤波电路和特点电路的增益小，最大仅为电路的增益小，最大仅为1.带负载能力差带负载能力差无源高通滤波电路无源高通滤波电路现代电子技术基础现代电子技术基础A A、有源低通滤波电路（一阶）有源低通滤波电路（一阶）（2）有源滤波电路 RC接同相输入端接同相输入端RC接反相输入端接反相输入端理想低通滤波器理想低通滤波器幅频幅频特性特性 实际低通滤波器的实际低通滤波器的幅频幅频特性特性二阶二阶 一阶一阶 现代电子技术基础现代电子技术基础B B、有源高通有源高通滤滤波波电电路路 同相输入式同相输入式一阶有源高通滤波电路的一阶有源高通滤波电路的幅频特性幅频特性反相输入式反相输入式 二阶有源高通滤波电路的二阶有源高通滤波电路的 幅频特性幅频特性现代电子技术基础现代电子技术基础C C、有源带通滤波电路有源带通滤波电路带通滤波电路带通滤波电路D D、有源带阻滤波电路有源带阻滤波电路 带阻滤波电路带阻滤波电路 低通与高通滤波电路串联低通与高通滤波电路串联低通与高通滤波电路的并联低通与高通滤波电路的并联现代电子技术基础现代电子技术基础本节小结本节小结1 1、运算电路在实际工程中的应用于测量、运算电路在实际工程中的应用于测量放大器放大器放大微弱信号放大微弱信号 作用作用 组成组成 第一级为同相比例输入第一级为同相比例输入第二级为减法器第二级为减法器2 2、滤波器滤波器 允许信号中的某一部分频率的信号通过，允许信号中的某一部分频率的信号通过，对其它频率的信号进行衰减对其它频率的信号进行衰减作用作用分类分类低通、高通、带通、带阻滤波器低通、高通、带通、带阻滤波器3 3、集成运放构成有源滤波电路的优势、集成运放构成有源滤波电路的优势运放输入电阻高、输出电阻低，有放大作用，带负运放输入电阻高、输出电阻低，有放大作用，带负载能力及受器件参数影响小载能力及受器件参数影响小返回本章目录作业作业练习练习7现代电子技术基础现代电子技术基础3 3、精密整流、精密整流电电路路 A A、应用应用波形图波形图B B、精密半波整流电路精密半波整流电路 对微弱信号进行整流对微弱信号进行整流 分析分析现代电子技术基础现代电子技术基础B B、精密精密全波全波整流整流电电路路 波形图波形图分析分析现代电子技术基础现代电子技术基础4 4、电压电压比比较较器器 A A、基本电压比较器基本电压比较器 电压传输特性曲线电压传输特性曲线U UR R=0=0时，称为时，称为过零电压比较器。过零电压比较器。分析分析特例特例运放工作在开环运放工作在开环 状态状态现代电子技术基础现代电子技术基础B B、迟迟滞滞电压电压比比较较器器 门限门限电压：电压：电电 路路电压传输特性曲线电压传输特性曲线现代电子技术基础现代电子技术基础应用迟滞电压比较器用于对矩形波的整形 返回本章目录现代电子技术基础现代电子技术基础本节小结返回本章目录1 1、精密整流、精密整流电电路路 对微弱信号进行整流对微弱信号进行整流 包括半波、全波精密整流电路包括半波、全波精密整流电路 运放工作在放大状态运放工作在放大状态 2 2、电压电压比比较较器器 运放工作在开环运放工作在开环 状态，工作在非线性状态状态，工作在非线性状态 输出具有两值输出具有两值 性性用于波形变换、信号产生等用于波形变换、信号产生等作业作业练习练习9现代电子技术基础现代电子技术基础本章小节本章小节 1.集成运放的应用分成两方面：线性运用和非线性运用，集成运放的应用分成两方面：线性运用和非线性运用，各有条件和结果。判断集成运放工作在哪个区就看其是否有各有条件和结果。判断集成运放工作在哪个区就看其是否有负反馈。有负反馈则集成运放就工作在线性区；若是开环或负反馈。有负反馈则集成运放就工作在线性区；若是开环或是有正反馈，则集成运放就工作在非线性区。是有正反馈，则集成运放就工作在非线性区。2.集成运放在线性运用方面的实际应用主要之一是运算。集成运放在线性运用方面的实际应用主要之一是运算。主要有反向比例运算、反向比例求和运算、同相比例运算、主要有反向比例运算、反向比例求和运算、同相比例运算、微分运算和积分运算。反向比例运算和同相比例运算还用于微分运算和积分运算。反向比例运算和同相比例运算还用于对信号进行精确的放大。对信号进行精确的放大。3.集成运放在非线性运用方面的实际应用主要之一是电压集成运放在非线性运用方面的实际应用主要之一是电压比较器。这既是对信号的比较，也是对信号波形的变换。迟比较器。这既是对信号的比较，也是对信号波形的变换。迟滞电压比较器有很强的抗干扰性，在实际中有广泛的应用。滞电压比较器有很强的抗干扰性，在实际中有广泛的应用。4.滤波器分成高通、低通、带通和带阻四种。有源滤波器滤波器分成高通、低通、带通和带阻四种。有源滤波器极大的改善了滤波器的性能。极大的改善了滤波器的性能。返回本章目录