低頻電子線路集成運算放大器線性的應(yīng)用基礎(chǔ)ppt課件

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《低頻電子線路》 (14),1,上次課內(nèi)容,6.3.2 差動放大器工作原理及性能分析(續(xù)) 6.3.3 具有電流源的差動放大電路 6.3.4 差動放大器的傳輸特性,2,本次課內(nèi)容,第二章 集成運算放大器的線性應(yīng)用基礎(chǔ) 2.1 集成運算放大器的符號、模型和電壓傳輸特性 2.2 線性應(yīng)用時運放三種組態(tài)(引入深度負反饋) 2.3 由集成運算放大器構(gòu)成的基本運算電路,3,第二章 集成運算放大器的 線性應(yīng)用基礎(chǔ),集成運算放大器最初用于模擬運算功能，故稱運算放大器。 現(xiàn)在集成運算放大器適用于信號處理的許多方面，是一種通用型模擬器件。,4,2.1 集成運算放大器的符號、模型和電壓傳輸特性,開始分析時需要建立運算放大器的理想模型。 依據(jù)器件模型進行電路的工程分析。,5,理想運放模型及兩條基本運算法則,先給出 理想運放模型 再推出 兩條基本運算法則。,6,集成運放的符號（圖）,,,,,,,,,,,－,+,反向輸入端,同向輸入端,輸出端,,,,,－,+,,,,反向輸入端,同向輸入端,輸出端,7,運放增益表達式,,8,理想運放特性,對運放特性和參數(shù)可以做一下近似假設(shè)，但這些假設(shè)可以符合運放的實際情況。,9,理想運放的主要參數(shù),10,理想運放特性,理想運放 指選用理想（近似）參數(shù)時的理想特性，在分析實際運放時常常采用。 否則分析實際運放將十分復雜和困難。 對理想運放的分析是電子線路采用工程近似分析的典型范例。,11,兩條基本運算法則,根據(jù)以上近似（理想）條件可以推出理想運放的兩條基本運算法則為： “虛短” “虛斷” 注意此法則應(yīng)用范圍只適用于線性（放大）區(qū)。,12,①虛短,由于在線性區(qū)U0為有限值，又 即“虛短”，指兩個輸入端“虛”短路（不是“真”短路，指兩端電位近似相等）。,13,②虛斷,即“虛斷”，指兩個輸入端“虛”斷路（不是“真”斷路，指近似沒有電流流入）。,14,運放的電壓傳輸特性,,,,u0,Ud=ui++ui-,0,,,,UOL,UOH,15,2.2 線性應(yīng)用時運放三種組態(tài) (引入深度負反饋),在線性應(yīng)用時運放有三種組態(tài)。 反相放大電路 同相放大電路 差動放大電路,16,（1）反相放大電路,反相放大電路的輸出與輸入信號反相。,17,反相放大器電路圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Rf,R1,ui,uo,,,I1,If,18,反相放大電路分析,,19,反相放大電路分析,20,反相放大電路分析,由以上分析可見： 在閉環(huán)時，反相放大器的增益僅僅取決于反饋電阻Rf與R1電阻之比，而與集成運放其他參數(shù)無關(guān)。,21,反相放大電路分析,反相放大電路屬于電壓并聯(lián)負反饋。 具有低輸入阻抗、低輸出阻抗和輸出電壓穩(wěn)定的特點。,22,（2）同相放大電路,同相放大電路的輸出與輸入信號同相。,23,同相放大器電路圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Rf,R1,ui,uo,,,I1,,,If,24,同相放大電路分析,,25,同相放大電路分析,因輸出與輸入同相，故稱同相放大器。 注意同相放大電路不存在“虛地”現(xiàn)象，要考慮到輸入端會有較高的共模輸入電壓。,26,同相放大電路分析,同相放大電路屬于電壓串聯(lián)負反饋，具有高輸入阻抗、低輸出阻抗和輸出電壓穩(wěn)定的特點。,27,同相電壓跟隨器電路,同相放大電路稍做改變，就可形成同相電壓跟隨器電路。,28,同相電壓跟隨器電路圖,,,,,,,,,,,,,,,,,ui,uo,29,同相電壓跟隨器,,30,（3）差動放大電路,差動放大電路從同相和反相端同時輸入信號?？烧J為是同相與反相放大電路的組合形式。,31,差動放大器電路圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Rf,R1,ui1,uo,,,,,,,,ui2,R2,R3,32,差動放大電路分析,,33,差動放大電路分析,,34,差動放大電路分析,,35,差動放大電路分析,由上分析可以看出，差動放大電路的輸出電壓和電壓增益完全取決于輸入信號的差值，故為“差放”。,36,2.3 由集成運算放大器構(gòu)成的基本運算電路,線性運放電路基本運算功能有： 比例運算 求和運算 積分和微分運算 對數(shù)和指數(shù)運算 乘法和除法運算等。,37,(1)比例運算放大電路,反相放大、同相放大和差動放大電路均可反映比例運算關(guān)系。,38,反相放大比例運算,,39,同相放大比例運算,,40,差動放大比例運算,,41,(2) 求和電路,求和電路可以進行加法運算，故又稱為加法電路。,42,求和電路圖,,圖7–1反相相加器,43,求和電路分析,,44,求和電路分析,,45,求和電路分析,由以上分析可見，電路實現(xiàn)了三個輸入信號的求和（反相），故為反相求和電路。,46,相減器,47,相減器分析,48,(3) 積分和微分電路,積分和微分電路可以分別實現(xiàn)積分和微分的運算功能。,49,①積分電路,積分電路可以實現(xiàn)積分運算功能。,50,積分電路,,圖 積分器電路,51,采用Z1和Zf的積分電路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Zf,Z1,ui,uo,52,積分電路復頻域分析,,53,積分電路復頻域分析,,54,積分電路時域形式,55,對積分電路分析的結(jié)論,可見，積分電路的輸出電壓是輸入電壓對時間的積分。,56,積分電路加階躍輸入信號時波形圖,,,,,,0,0,ui,uo,,,,,,,t,t,57,②微分電路,微分電路可以實現(xiàn)微分運算功能。,58,微分電路圖,,59,微分電路圖的Z1和Zf形式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Zf,Z1,ui,uo,60,微分電路復頻域分析,,61,微分電路時域分析,,62,微分電路輸入方波時的輸出波形圖,,,,,,0,0,ui,uo,,,,t,t,,,,,63,對微分電路分析結(jié)論,可見，微分電路的輸出電壓是輸入電壓對時間的微分。,64,作業(yè)題,2-1， 2-2， 2-4。,65,預(yù)習內(nèi)容,第三章 電壓比較器、張弛振蕩器,66,本節(jié)課結(jié)束（1~67）,謝謝！,67,,,68,