理想運算放大器+-+-+課件.ppt

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1、2運算放大器FundamentalofElectronicTechnologyCTGU12.1集成運算放大器2.2理想運算放大器2.3基本線性運放電路2.4同相輸入和反相輸入放大電路的其他應(yīng)用內(nèi)容2掌握基本運算電路的構(gòu)成及其信號運算關(guān)系;掌握運算放大器線性應(yīng)用與非線性應(yīng)用的特點。要求3一、集成運算放大器的內(nèi)部組成單元輸入級中間級偏置電路輸出級輸入端輸出端輸入級:由差放構(gòu)成??蓽p小零點漂移和抑制干擾。中間級:共射放大電路。用于電壓放大。輸出級:互補對稱電路。降低輸出電阻,提高帶載能力。偏置電路:由恒流源電路構(gòu)成。確定運放各級的靜態(tài)工作點。2.1集成電路運算放大器4

2、在制造工藝上,運放中很難制造電感、電容元件,所以需要時一般都采取外接的方法。制造電阻比較容易,而制造晶體管卻最容易。運放舉例:LM741LM74112348765∞741761432582—反相輸入端出于集成化的原因及放大緩變信號和直流信號的需要,運放各級之間均采用直接耦合的方式。6—輸出端3—同相輸入端4—正電源端7—負電源端8—閑置端(NC)1、5—接調(diào)零電位器5二、運放代表符號++-u-u+uo國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定符號國外常用符號三、運算放大器的電路模型+-+-+-+-Avo(vp-vN)VpvNvoriro6o+Uo(sat)-Uo(sat)實際特性理想特性u+

3、-u-開環(huán)電壓放大倍數(shù)高(104-107);輸入電阻高(約幾百KΩ);輸出電阻低(約幾百Ω);漂移小、可靠性高、體積小、重量輕、價格低。四電壓傳輸特性Vo=Avo(vp-vN)73)開環(huán)輸出電阻ro→02)差模輸入電阻rid→∞4)共模抑制比KCMRR→∞理想運放及其分析依據(jù)理想化條件:1)開環(huán)電壓放大倍數(shù)Auo→∞2.2理想運算放大器+-+-+-+-Avo(vp-vN)VpvNvo8反相放大電路同相放大電路電路形式:反饋類別:電壓并聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋分析要點:抓住虛斷與虛地:抓住虛斷與虛短:閉環(huán)電壓增益:2.3基本線性運放電路91.比例運算電路電壓并聯(lián)負反

4、饋(1)反相比例運算電路利用虛短和虛斷得輸出與輸入反相101.比例運算電路電壓串聯(lián)負反饋(2)同相比例運算電路利用虛短和虛斷得輸出與輸入同相電壓跟隨器112.加法電路根據(jù)虛短、虛斷和N點的KCL得:若則有(加法運算)輸出再接一級反相電路可得123.減法電路第一級反相比例第二級反相加法(1)利用反相信號求和以實現(xiàn)減法運算即當(dāng)時得(減法運算)13從結(jié)構(gòu)上看,它是反相輸入和同相輸入相結(jié)合的放大電路。(2)利用差分式電路以實現(xiàn)減法運算當(dāng)則若繼續(xù)有則根據(jù)虛短、虛斷和N、P點的KCL得:144.積分電路式中,負號表示vO與vS在相位上是相反的。根據(jù)“虛短”,得根據(jù)“虛斷”,

5、得即因此電容器被充電,其充電電流為設(shè)電容器C的初始電壓為零,則(積分運算)15當(dāng)vS為階躍電壓時,電容將以恒流的方式進行充電,輸出電壓vo與時間t成近似線性關(guān)系:4.積分電路當(dāng)t=?時,-vo=Vs。當(dāng)t>?時,vo增大,直到-vo=+Vom,即運放輸出電壓的最大值Vom受直流電源電壓的限制,致使運放進入飽和狀態(tài),vo保持不變,而停止積分。165.微分電路利用虛地、虛斷有:設(shè)電容器C初始電壓為零,當(dāng)接入信號電壓后,有:上式表明,輸出電壓vo正比于輸入電壓vs對時間的微分。17當(dāng)輸入信號vs為圖a所示的階躍信號時,在t=0時,輸出電壓為一有限值,隨著電容器C的充電

6、,輸出電壓逐漸地衰減,最后趨于零。如圖b所示。18

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