電工學簡明教程_第11章.ppt

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1、第11章運算放大器第11章　運算放大器11.1運算放大器的簡單介紹11.2放大電路中的負反饋11.3運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用11.4運算放大器在信號處理方面的應(yīng)用11.5運算放大器在波形產(chǎn)生方面的應(yīng)用11.6使用運算放大器應(yīng)注意的幾個問題第11章　運算放大器分立電路是由各種單個元件連接起來的電子電路。集成電路特點：體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、價格低。集成電路分類集成電路是把整個電路的各個元件以及相互之間的連接同時制造在一塊半導體芯片上，組成一個不可分的整體。按集成度按導電類型按功能小、中、大和超大規(guī)模

2、雙、單極性和兩種兼容數(shù)字和模擬第11章　運算放大器集成運放是具有很高開環(huán)電壓放大倍數(shù)的直接耦合放大器。用于模擬運算、信號處理、信號測量、波形轉(zhuǎn)換、自動控制等領(lǐng)域。本章主要討論分析運算放大器的依據(jù)及其在信號運算、信號處理、波形產(chǎn)生方面的應(yīng)用，并介紹放大電路中的負反饋。11.1運算放大器的簡單介紹11.1.1集成運放的組成輸入級中間級輸出級輸入端輸出端偏置電路輸入級—差分放大器輸出級—射極輸出器或互補對稱功率放大器偏置電路—由鏡像恒流源等電路組成運算放大器的符號反相輸入端uO+–+u–u+同相輸入端信號傳輸方向輸出端

3、+–+Auo理想運放開環(huán)電壓放大倍數(shù)實際運放開環(huán)電壓放大倍數(shù)11.1.2主要參數(shù)1．最大輸出電壓UOPP2．開環(huán)電壓Auo3．輸入失調(diào)電壓UIO4．輸入失調(diào)電流IIO5．輸入偏置電流IIB6．共模輸入電壓范圍UICM11.1.3理想運算放大器及其分析依據(jù)在分析運算放大器的電路時，一般將它看成是理想的運算放大器。理想化的主要條件：1．開環(huán)電壓放大倍數(shù)Auo??2．開環(huán)輸入電阻rid??3．開環(huán)輸出電阻ro?04．共模抑制比KCMR??由于實際運算放大器的技術(shù)指標接近理想化條件，而用理想運算放大器分析電路可使問題大大

4、簡化，因此后面對運算放大器的分析都是按其理想化條件進行的。11.1.3理想運算放大器及其分析依據(jù)實際運放電壓傳輸特性表示運算放大器輸出電壓與輸入電壓之間關(guān)系的曲線稱為傳輸特性。uOOUo(sat)–Uo(sat)Uim–Uim線性區(qū)正飽和區(qū)負飽和區(qū)若Auo=106?Uo(sat)=?15V則?UIM=?0.015mV運放要工作在線性區(qū)必須有負反饋。uOu++–+u–uO=Auo(u+?u?)理想運放電壓傳輸特性11.1.3理想運算放大器及其分析依據(jù)uOOUo(sat)–Uo(sat)Uim–Uim線性區(qū)正飽和區(qū)負

5、飽和區(qū)因為理想運放Auo??開環(huán)電壓放大倍數(shù)所以，當u+>u?時，uO=+Uo(sat)u+

6、.3理想運算放大器及其分析依據(jù)uO+–+u–u+運放工作在非線性區(qū)的依據(jù)2．id?01．u+?u–由于運放工作在非線性區(qū)uO?Auo(u+?u?)rididuOOUo(sat)–Uo(sat)不再成立非線性區(qū)非線性區(qū)所以當u+>u–時，uO=+Uo(sat)u+

7、饋信號使凈輸入信號減小，稱為負反饋。無負反饋放大電路方框圖AxIxO11.2.1反饋的基本概念帶有負反饋放大電路的方框圖AxIxOFxF+–xD基本放大電路反饋電路比較環(huán)節(jié)xI—輸入信號xO—輸出信號xF—反饋信號xD—凈輸入信號凈輸入信號xD=xI?xF反饋信號使凈輸入信號減小，則為負反饋。反饋信號使凈輸入信號增大，則為正反饋。11.2.2負反饋與正反饋的判別瞬時極性法是判別正、負反饋的基本方法：設(shè)接地參考點的電位為零。某點在某瞬時的電位高于零電位者，則其瞬時極性為正(用“＋”表示)；反之為負(用“－”表示)。

8、○○11.2.3負反饋的類型AF+–xIxOxFxD根據(jù)反饋電路與基本放大電路在輸入、輸出端的連接方式不同，負反饋有以下四種類型。在輸出端反饋量取自輸出電壓為電壓反饋，取自輸出電流為電流反饋；在輸入端反饋量以電流的形式出現(xiàn)，與輸入信號進行比較為并聯(lián)反饋；反饋量以電壓的形式出現(xiàn)，與輸入信號進行比較為串聯(lián)反饋。負反饋的類型有：電壓串聯(lián)負反饋；電壓并聯(lián)負反饋；電流串聯(lián)負反饋；電