模電“電子技術(shù)基礎(chǔ)”康華光-ch2

1、2.1 集成電路運(yùn)算放大器 2.2 理想運(yùn)算放大器 2.3 基本線性運(yùn)放電路 2.4 同相輸入和反相輸入放大電路的其他應(yīng)用,2 運(yùn)算放大器,The Operational Amplifier(Op-Amp),定義:集成電路運(yùn)算放大器簡稱集成運(yùn)放，它是采用一定制造工藝將大量半導(dǎo)體三極管、電阻、電容等元件及它們之間的連線制作在同一小塊單晶硅的芯片上，并具有一定功能的電子電路。,主要用途:運(yùn)算、處理、變換、測量、信號產(chǎn)生、開關(guān)電路,運(yùn)算放大器外形圖,運(yùn)算放大器外形圖,運(yùn)算放大器實質(zhì)：高增益直接耦合放大電路,2.1 集成電路運(yùn)算放大器,集成電路運(yùn)算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖,同相輸入端(noninverti

2、ng input terminal),反相輸入端(inverting input terminal),輸出端,運(yùn)放的開環(huán)電壓增益,直流供電電源,中間接點作為整個電路的參考電位點,符號,(a) (b) (a) 國家標(biāo)準(zhǔn)符號 (b)國內(nèi)外常用符號,運(yùn)算放大器的電路模型,特點: 開環(huán)增益Avo很大 輸入電阻Rid較大 輸出電阻Ro較小,1. Avo=（實際上Avo80dB即可）,1.三條件,2.差模輸入電阻Rid=,3.輸出電阻Ro=0,2.2 理想運(yùn)算放大器The Ideal Operational Amplifier,條件：線性運(yùn)用(負(fù)反饋）,2.兩特性,(1)虛短(virtual short

3、circuit),兩輸入端視為等電位（ ）,(2)虛斷(virtual open circuit),兩輸入端視為等效開路（ ）,據(jù)虛斷， V+ = Vi 據(jù)虛短， V- V+ =Vi,同相放大電路 Noninverting Amplifier,電壓增益:,2.3 基本線性運(yùn)放電路,據(jù)虛斷: I i 0， 則Ii If ; 且V+0,反相放大電路 Inverting Amplifier,虛地 virtual ground,據(jù)虛短， V- V+ 0,電壓增益:,基礎(chǔ)：反相放大電路 同相放大電路,分析 1）“虛短”+ “虛斷”； 方法：2）疊加定理(Superposition Theorem),特例

4、：,反號器,同號器 voltage follower impedance transformer buffer,2.4同相輸入和反相輸入放大電路的其他應(yīng)用,1、反相加法器,（一）加法器(Summing Amplifier),方法一： ：“虛短”+ “虛斷”,方法二： ：疊加定理,平衡電阻：,一、加法和減法,2、同相加法器,（二）減法器,1、利用加法器,vi2-vi1 = vi2+(-vi1),反號器（-1）,疊加定理,（二）減法器,2、差動減法器 Difference Amplifier,Vi1作用,Vi2作用,綜合：,(一)積分電路(Integrator),二、積分和微分,例：Vi是階躍直流

5、電壓VI時,練習(xí): 畫出在 給定輸入波形 作用下積分器 的輸出波形。,(a) 階躍輸入信號,(b)方波輸入信號,積分器的輸入和輸出波形圖,（二） 微分電路(Differentiator),（一） 對數(shù)電路(Log Amplifier),三、對數(shù)和指數(shù),（二） 指數(shù)（反對數(shù)）電路 (Antilog or Exponential Amplifier),四、數(shù)據(jù)放大器 （儀表放大器、測量放大器） (Instrumentation Amplifier),特點：高共模抑制比 高輸入阻抗 高放大倍數(shù),如AD624等， R1有引線連出，同時有一組R1接成分壓器形式，可選擇連線，接成多種R1阻值,解：R1的中點為交流零電位，則：,R1作用：調(diào)節(jié)增益,產(chǎn)品,另：解法二(ref: Page 3),五、電壓和電流轉(zhuǎn)換電路,1、電流-電壓變換器,2、電壓-電流變換器,電壓-電流和電流-電壓變換器廣泛應(yīng)用于放大電路和傳感器的連接處，是很有用的電子電路。,1 、電流-電壓變換器（ I/V ） （Current-to-Voltage Co