汽車電工電子技術(shù)第7章ppt課件.ppt

《汽車電工電子技術(shù)第7章ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第7章集成運(yùn)算放大器本章要點(diǎn)?集成運(yùn)算放大器的組成?由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的反相輸入比例運(yùn)算器、同相輸入比例運(yùn)算器、加法電路及減法電路的工作原理與運(yùn)算關(guān)系?由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的電壓比較器的工作原理7.1集成運(yùn)算放大器簡介7.1.1集成運(yùn)算放大器概述在半導(dǎo)體制造工藝的基礎(chǔ)上，把整個(gè)電路中的元器件制作在一塊硅基片上，構(gòu)成的特定功能的電子電路，稱為集成電路。集成電路按集成密度可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模和超大規(guī)模，按所處理的信號不同可分為數(shù)字集成電路和模擬集成電路。集成運(yùn)算放大器，簡稱集成運(yùn)放。7.1.2集成運(yùn)算放大器的組成集

2、成運(yùn)放是一種高電壓增益、高輸入電阻和低輸出電阻的多級直接耦合放大電路，它的類型繁多，內(nèi)部的具體電路也不盡相同，但結(jié)構(gòu)上具有共同之處，通常由輸入級、中間級、輸出級和偏置電路四部分組成。圖7-1集成運(yùn)放的內(nèi)部電路組成原理框圖集成運(yùn)放的圖形符號如圖7-2所示，其中反相輸入端用“-”號表示，同相輸入端用“+”號表示。器件外端輸入、輸出相應(yīng)地用N、P和O表示。圖7-2運(yùn)算放大器的圖形符號7.1.3集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)集成運(yùn)放的參數(shù)是反映其性能優(yōu)劣的指標(biāo)，是正確挑選和使用集成運(yùn)放的依據(jù)。下面介紹集成運(yùn)放的一些主要特性指標(biāo)。1．開

3、環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Auo2．開環(huán)差模輸入電阻rid3.開環(huán)差模輸出電阻ro4.共模抑制比KCMR5.最大輸出峰—峰電壓值7.2集成運(yùn)算放大器基本特性及應(yīng)用7.2.1．集成運(yùn)算放大器基本特性1．集成運(yùn)算放大器的理想特性一個(gè)理想的集成運(yùn)放應(yīng)具備以下主要條件：?開環(huán)電壓放大倍數(shù)Ao接近于無窮大?開環(huán)輸入電阻ri接近于無窮大?開環(huán)輸出電阻ro接近于零?共模抑制比KCMR接近于無窮大2．理想運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)的特性由于理想集成運(yùn)放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)Ao趨于無窮大，因此電路中必須引入負(fù)反饋才能保證集成運(yùn)放工作在線性區(qū)。這時(shí)輸出

4、電壓與輸入差模電壓滿足線性放大關(guān)系，即uo為有限值，而理想集成運(yùn)放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)接近于無窮大，因而凈輸入電壓，即本特性稱為“虛短”，如果有一個(gè)輸入端接地，則另一個(gè)輸入端也很接近地電位，稱為“虛地”。由于理想集成運(yùn)放的開環(huán)輸入電阻ri接近于無窮大，因此兩個(gè)輸入端的輸入電流就趨于零，即這一特性稱為“虛斷”。3．理想運(yùn)算放大器工作在非線性區(qū)的特性理想運(yùn)算放大器工作在非線性區(qū)時(shí)，一般為開環(huán)或引入了正反饋。其特性如下：7.2.2集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用電路1．反相輸入比例運(yùn)算器與反相器反相輸入比例運(yùn)算器的電路如圖7-3所示，其特點(diǎn)

5、是反饋信號與輸入信號都加在集成運(yùn)算放大器的反相輸入端。圖中Rf為反饋電阻，R′為平衡電阻,且要求R′=R1//Rf。接入平衡電阻的目的是為了使集成運(yùn)放輸入級的差分放大器對稱，有利于抑制零漂。圖7-3反相輸入比例運(yùn)算器由圖7-3可知：負(fù)號表示uo和ui相位相反，因此稱為反相放大器，又由于uo和ui成比例，故又稱為反相比例運(yùn)算放大器。若取R1=Rf=R，則比例系數(shù)為－1，電路變成為反相器。例7.1在圖7-3電路中，已知ui=－1V、Rf=10kΩ、R1=2kΩ，求uo。解：2．同相輸入比例運(yùn)算器與電壓跟隨器同相輸入比例運(yùn)算器

6、的電路如圖7-4所示，其特點(diǎn)是反饋信號與輸入信號都加在集成運(yùn)算放大器的同相輸入端。圖7-4同相輸入比例運(yùn)算器由圖7-4可得：由于uo和ui相位相同，因此稱為同相放大器，又由于uo和ui成比例，故又稱為同相比例運(yùn)算放大器。若Rf=0，R1=∞則比例系數(shù)為1，電路成為電壓跟隨器。例7.2在圖7-4電路中，已知ui=－1V、Rf=10kΩ、R1=2kΩ，求uo。解：3．加法電路如果需要將兩個(gè)電壓ui1和ui2相加，可以利用圖7-5所示電路來實(shí)現(xiàn)。它是在反相輸入比例運(yùn)算器的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)輸入支路組成的加法運(yùn)算電路，也稱反相加

7、法器。圖中同相輸入端所接電阻R′必須滿足平衡要求，即R′=R1//R2//Rf。圖7-5加法電路由圖7-5可知：若R1=R2=Rf，則：例7.3如圖7-5所示電路，已知R1=R2=Rf=10kΩ，ui1=3V，ui2=5V，求uo？解：由于R1=R2=Rf=10kΩ-uo=ui1+ui2-uo=3+5uo=8V4．減法電路（1）利用差分式電路實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算如圖7-6所示是用來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電壓ui1、ui2相減的電路，其中Rf為反饋電阻，將輸出信號的一部分反饋到輸入端；R1、R2、R3為輸入電阻；運(yùn)算放大器起放大作用；ui1、u

8、i2為兩個(gè)輸入電壓信號，uo為輸出電壓。從電路結(jié)構(gòu)上來看，它是反相輸入和同相輸入相結(jié)合的放大電路。圖7-6利用差分式電路實(shí)現(xiàn)的減法器（2）利于反相信號求和實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算電路如圖7-7所示，其中R1、R2為輸入電阻；R3、R4為平衡電阻；Rf1、Rf2為反饋電阻，將輸出信號的一部分反饋到輸入端；兩個(gè)運(yùn)算放大器起放大作用；