集成運(yùn)算放大器知識(shí)介紹

1、下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B 集成運(yùn)算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多集成運(yùn)算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多級(jí)直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛的級(jí)直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛的一種模擬集成電路。一種模擬集成電路。集成電路集成電路 是把整個(gè)電路的各個(gè)元件以及相互之是把整個(gè)電路的各個(gè)元件以及相互之間的聯(lián)接同時(shí)制造在一塊半導(dǎo)體芯片上間的聯(lián)接同時(shí)制造在一塊半導(dǎo)體芯片上, 組成一個(gè)不組成一個(gè)不可分

2、的整體?？煞值恼w。：體積小、重量輕、功耗低、可體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、價(jià)格低?？啃愿摺r(jià)格低。按集成度按集成度按導(dǎo)電類型按導(dǎo)電類型按功能按功能小、中、大和超大規(guī)模小、中、大和超大規(guī)模雙、單極性和兩種兼容雙、單極性和兩種兼容數(shù)字和模擬數(shù)字和模擬下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B各類型號(hào)集成芯片各類型號(hào)集成芯片 1. 元器件參數(shù)的一致性和對(duì)稱性好；元器件參數(shù)的一致性和對(duì)稱性好； 2. 電阻的阻值受到限制，大電阻常用三極管恒流電阻的阻值受到限制，大電阻常用三極管恒流源代替，電位器需外接；源代替，電位器需外接； 3. 電容的容量受到限制，電感不能集成，

3、故大電電容的容量受到限制，電感不能集成，故大電容、電感容、電感 和變壓器均需外接；和變壓器均需外接； 4. 二極管多用三極管的發(fā)射結(jié)代替。二極管多用三極管的發(fā)射結(jié)代替。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B輸入級(jí)輸入級(jí) 中間級(jí)中間級(jí) 輸出級(jí)輸出級(jí)偏置偏置電路電路運(yùn)算放大器方框圖運(yùn)算放大器方框圖 輸入級(jí)：輸入級(jí)：輸入電阻高，能減小零點(diǎn)漂移和抑制干輸入電阻高，能減小零點(diǎn)漂移和抑制干擾信號(hào)，都采用帶恒流源的差分放大器擾信號(hào)，都采用帶恒流源的差分放大器 。 中間級(jí)：中間級(jí)：要求電壓放大倍數(shù)高。常采用帶恒流源要求電壓放大倍數(shù)高。常采用帶恒流源的共發(fā)射極放大電路構(gòu)成。的共

4、發(fā)射極放大電路構(gòu)成。 偏置電路偏置電路: 由鏡像恒流源等電路組成由鏡像恒流源等電路組成 輸出級(jí)：輸出級(jí)：與負(fù)載相接，要求輸出電阻低，帶負(fù)載與負(fù)載相接，要求輸出電阻低，帶負(fù)載能力強(qiáng)，一般由互補(bǔ)對(duì)稱電路或射極輸出器構(gòu)成。能力強(qiáng)，一般由互補(bǔ)對(duì)稱電路或射極輸出器構(gòu)成。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B+Uuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+TEE+穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制每個(gè)管子的漂移。穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制每個(gè)管子的漂移。EE：用于補(bǔ)償用于補(bǔ)償RE上的壓降，以獲得合適的工作點(diǎn)。上的壓降，以獲得合適的工作點(diǎn)。電位器電位器 RP : 起調(diào)零作用。起調(diào)零作用。下一

5、頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B 共模信號(hào)共模信號(hào) 需要抑制需要抑制+Uuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+TEE+下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B差模信號(hào)差模信號(hào) 是有用信號(hào)是有用信號(hào)+Uuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+TEE+下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B例例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV 2 mV 例例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 18 mV +

6、 2 mV ui2 = 18 mV 2 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 8 mV + 2 mV 這種輸入常作為比較放大來應(yīng)用，在自動(dòng)控制這種輸入常作為比較放大來應(yīng)用，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中是常見的。系統(tǒng)中是常見的。 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)Buo= VC1 VC2 = 0uo= (VC1 + VC1 ) (VC2 + VC2 ) = 0靜態(tài)時(shí)，靜態(tài)時(shí)，ui1 = ui2 = 0當(dāng)溫度升高時(shí)當(dāng)溫度升高時(shí)ICVC （兩管變化量相等）（兩管變化量相等）+Uuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+TEE+下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2

7、021-12-14電工電子學(xué)B+Uuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+TEE+下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B(Common Mode Rejection Ratio)CdCMRAAK ) (lg20(dB)CdCMR分貝AAK KCMR越大，說明差放分辨越大，說明差放分辨差模信號(hào)的能力越強(qiáng)，而抑制差模信號(hào)的能力越強(qiáng)，而抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B 若電路完全對(duì)稱，理想情況下共模放大倍數(shù)若電路完全對(duì)稱，理想情況下共模放大倍數(shù) Ac = 0 輸出電壓輸出電壓

8、若電路不完全對(duì)稱，則若電路不完全對(duì)稱，則 Ac 0，實(shí)際輸出電壓實(shí)際輸出電壓 即共模信號(hào)對(duì)輸出有影響即共模信號(hào)對(duì)輸出有影響 。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B9.1.3 集成運(yùn)放的工作原理集成運(yùn)放的工作原理反相反相輸入端輸入端同相同相輸入端輸入端輸出端輸出端下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B運(yùn)算放大器的管腳和符號(hào)運(yùn)算放大器的管腳和符號(hào)反相反相輸入端輸入端同相同相輸入端輸入端+UCCUEEuo+uu +Auo信號(hào)傳信號(hào)傳輸方向輸方向輸出端輸出端實(shí)際運(yùn)放開環(huán)實(shí)際運(yùn)放開環(huán)電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)(a)(b)(a) 符號(hào)符號(hào)

9、; (b)引腳引腳8 7 6 5 F0071 2 3 4 U-U+-UCC+UCC輸出輸出下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B1. 主要參數(shù)主要參數(shù) 1. 最大輸出電壓最大輸出電壓 UOM 能使輸出和輸入保持不失真關(guān)系的最大輸出電壓。能使輸出和輸入保持不失真關(guān)系的最大輸出電壓。 2. 開環(huán)差模電壓增益開環(huán)差模電壓增益 Auo 運(yùn)放沒有接反饋電路時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)。運(yùn)放沒有接反饋電路時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)。 Auo愈高，所構(gòu)成的運(yùn)算電路越穩(wěn)定，運(yùn)算精度也越高。愈高，所構(gòu)成的運(yùn)算電路越穩(wěn)定，運(yùn)算精度也越高。 6. 共模輸入電壓范圍共模輸入電壓范圍 UICM 運(yùn)放

10、所能承受的共模輸入電壓最大值。超出此值，運(yùn)放所能承受的共模輸入電壓最大值。超出此值，運(yùn)放的共模抑制性能下降，甚至造成器件損壞。運(yùn)放的共模抑制性能下降，甚至造成器件損壞。 3. 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓 UIO 4. 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流 IIO 5. 輸入偏置電流輸入偏置電流 IIB9.1.3 集成運(yùn)放的特性集成運(yùn)放的特性下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B線性區(qū)：線性區(qū)：uo = Auo( (u+ u)非線性區(qū)：非線性區(qū)：u+ u 時(shí)，時(shí)， uo = Uo+ u+ u 時(shí)，時(shí)， uo = +Uo(sat) u+ u 時(shí)，時(shí)， uo = + Uo(sat

11、) u+ u 時(shí)，時(shí)， uo = Uo(sat) u+ u uoUo(sat)+Uo(sat) O飽和區(qū)飽和區(qū)下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BRB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+esRB+UCCC1C2RRLui+uo+RS下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B(b) 帶反饋帶反饋(a)不帶反饋不帶反饋AoXiX1. 反饋的定義反饋的定義+fXiXAoXfidXXX 凈輸入信號(hào)凈輸入信號(hào)dX 反饋信號(hào)反饋信號(hào)fX 輸出信號(hào)輸出信號(hào)oX凈輸入信號(hào)：凈輸入信號(hào)：FiXdX反饋電路反饋電路比較環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié) 輸入信

12、號(hào)輸入信號(hào)iX基本放大電路基本放大電路 若若三者同相，則三者同相，則Xd = Xi - Xf , 即即Xd Xi ，即反饋信號(hào)起了增強(qiáng)凈輸入信號(hào)的，即反饋信號(hào)起了增強(qiáng)凈輸入信號(hào)的作用則為正反饋。作用則為正反饋。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B負(fù)反饋：負(fù)反饋：反饋信號(hào)削弱凈輸入信號(hào)，反饋信號(hào)削弱凈輸入信號(hào)， 使放大倍數(shù)降低。使放大倍數(shù)降低。在振蕩器中引入正反饋在振蕩器中引入正反饋，用以產(chǎn)生波形。用以產(chǎn)生波形。 在放大電路中，出現(xiàn)正反饋將使放大在放大電路中，出現(xiàn)正反饋將使放大器器產(chǎn)生自激振蕩，使放大器不能正常工作。產(chǎn)生自激振蕩，使放大器不能正常工作。 正反饋

13、：正反饋：反饋信號(hào)增強(qiáng)凈輸入信號(hào)，反饋信號(hào)增強(qiáng)凈輸入信號(hào)， 使放大倍數(shù)提高。使放大倍數(shù)提高。返回返回后一頁后一頁前一頁前一頁（1） 正反饋與負(fù)反饋正反饋與負(fù)反饋下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B（2 2）交流反饋交流反饋與與直流反饋直流反饋 在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，可以隔斷在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，可以隔斷直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。 在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容，在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容，可以使其只對(duì)直流起作用?？梢允蛊渲粚?duì)直流起作用。 反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用，稱為交流反反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用，稱為交流反

14、饋。反饋只對(duì)直流起作用，稱為直流反饋。饋。反饋只對(duì)直流起作用，稱為直流反饋。有的反饋對(duì)交直流均起作用。有的反饋對(duì)交直流均起作用。返回返回后一頁后一頁前一頁前一頁引入交引入交流負(fù)反流負(fù)反饋的目饋的目的：的：改善放改善放大電路大電路的性能的性能引入直引入直流負(fù)反流負(fù)反饋的目饋的目的：的：穩(wěn)定靜穩(wěn)定靜態(tài)工作態(tài)工作點(diǎn)。點(diǎn)。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BRE直流反饋直流反饋RE交直流反饋交直流反饋+UCCREiUoU+UCCREiUoU+返回返回后一頁后一頁前一頁前一頁下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B (3)根據(jù)反饋所采樣

15、的信號(hào)不同，可以分為電壓根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。反饋和電流反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電壓，叫如果反饋信號(hào)取自輸出電壓，叫電壓反饋電壓反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電流，叫如果反饋信號(hào)取自輸出電流，叫電流反饋電流反饋。 (4)根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋信號(hào)與輸入信反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓形式作比較，稱為號(hào)以電壓形式作比較，稱為串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋。 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)與輸入信反饋信

16、號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電流形式作比較，稱為號(hào)以電流形式作比較，稱為并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BdoXXA ofXXF fidXXX AFAXXA 1iof+fXdXAoXFiX下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BAA fdfXX、中中，在在 1 fAFAA dfofdoXXXXXXAF 若若|AF| 1，稱為，稱為深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋，此時(shí)：，此時(shí)：FA1f 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B負(fù)負(fù)反反饋饋交流反饋交流反饋直流反饋直流反饋電壓串

17、聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B (1)根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。反饋和電流反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電壓，叫如果反饋信號(hào)取自輸出電壓，叫電壓反饋電壓反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電流，叫如果反饋信號(hào)取自輸出電流，叫電流反饋電流反饋。 (2)根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式根據(jù)反饋信

18、號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋信號(hào)與輸入信反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓形式作比較，稱為號(hào)以電壓形式作比較，稱為串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋。 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)與輸入信反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電流形式作比較，稱為號(hào)以電流形式作比較，稱為并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)Biiifibib= ii - if輸入信號(hào)輸入信號(hào)反饋信號(hào)反饋信號(hào)凈輸入信號(hào)凈輸入信號(hào)并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋跳轉(zhuǎn)跳轉(zhuǎn)1ube= u

19、i - uf輸入信號(hào)輸入信號(hào)凈輸入信號(hào)凈輸入信號(hào)串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋ufuiube+ + + +反饋信號(hào)反饋信號(hào)反饋信號(hào)與輸入反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)并聯(lián)，即反饋電流信號(hào)與輸入信電流信號(hào)與輸入信號(hào)電流比較號(hào)電流比較, ,稱為稱為并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋。反饋信號(hào)與輸入反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋信號(hào)串聯(lián)，即反饋電壓信號(hào)與輸入信電壓信號(hào)與輸入信號(hào)電壓比較的，稱號(hào)電壓比較的，稱為為串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋。返回返回后一頁后一頁前一頁前一頁下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B+uf+ud設(shè)輸入電壓設(shè)輸入電壓 ui 為正，為正，差值電壓差值電壓 ud =ui uf各電壓的實(shí)

20、際方向如圖各電壓的實(shí)際方向如圖uf 減小了凈輸入電壓減小了凈輸入電壓(差值電壓差值電壓) 負(fù)反饋負(fù)反饋 uoRFuiR2R1+ +例例1：uoRFuiR2R1+ +例例2：設(shè)輸入電壓設(shè)輸入電壓 ui 為正，為正，差值電壓差值電壓 ud =ui + uf各電壓的實(shí)際方向如圖各電壓的實(shí)際方向如圖uf 增大了凈輸入電壓增大了凈輸入電壓 正反饋正反饋 +uf+ud 在振蕩器中引入正反饋，用以產(chǎn)生波形。在振蕩器中引入正反饋，用以產(chǎn)生波形。 在放大電路中，出現(xiàn)正反饋將使放大器產(chǎn)生自激在放大電路中，出現(xiàn)正反饋將使放大器產(chǎn)生自激振蕩，使放大器不能正常工作。振蕩，使放大器不能正常工作。下一頁下一頁返回返回上一頁

21、上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BRB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RBRERLuiuo+ie如果有發(fā)射極旁路電容，如果有發(fā)射極旁路電容， RE中僅有直流分量的信中僅有直流分量的信號(hào)通過號(hào)通過 ，這時(shí)，這時(shí)RE引入的引入的則是直流反饋。則是直流反饋。引入交流引入交流負(fù)反饋的負(fù)反饋的目的：目的：改改善放大電善放大電路的性能路的性能引入直流引入直流 負(fù)反饋的負(fù)反饋的目的：目的：穩(wěn)穩(wěn)定靜態(tài)工定靜態(tài)工作點(diǎn)作點(diǎn)下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B分析步驟：分析步驟：3) 3) 是負(fù)反饋，判斷負(fù)反饋的類型是負(fù)反饋，判斷負(fù)反饋的類型;1) 1)

22、 找出反饋網(wǎng)絡(luò)（一般是電阻、電容）；找出反饋網(wǎng)絡(luò)（一般是電阻、電容）；2) 2) 判別反饋極性；判別反饋極性；4) 4) 分析計(jì)算。分析計(jì)算。返回返回后一頁后一頁前一頁前一頁下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BoF11fuRRRu AF+ufuduiuO(b)方框圖方框圖下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BoF11fuRRRu 111RRFAFufF11RRRF下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BRuRuiifo 特點(diǎn)特點(diǎn): 輸出電流輸出電流 io與負(fù)載電阻與負(fù)載電阻RL無關(guān)無關(guān) 同相輸

23、同相輸入恒流源電路或入恒流源電路或電壓電壓電流變換電流變換電路。電路。AF+ufuduiiO(b)方框圖方框圖下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BRuRuiifo RFAf11RRuiRuuALfoLiouf下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BfofRui AF+ifidiiuO(b)方框圖方框圖下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BfofRui f1RFffRFA111RRiRuuuAffoiouf下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BoFfiRRRi

24、AF+ifidiiiO(b)方框圖方框圖下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BoFfiRRRi FRRRFFfRRRFA1)1 (111RRRRiRiRuuAFLoLiouf下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)Bf11i1 iiRui ，且且因因iF1o)1(1 uRRRi 所所以以oFfiRRRi 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B下一頁下一頁返

25、回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BdoXXA ofXXF fidXXX AFAXXA 1iof+fXdXAoXFiX下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BAFAA 1fAAAFAAd11dff 若若|AF| 1，稱為，稱為深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋，此時(shí)：，此時(shí)：FA1f 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B例例：|A|=300，|F|=0.01。7501. 030013001 f AFAA則：則：%6d AA若：若：%.%.51)6(01030011 AAAFAAd11d ff 則：則：下一頁下一頁返回返

26、回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BBWFABW)1(of 無負(fù)反饋無負(fù)反饋f|AO|0.707|Auo|Of2| Afo |f2|Af|, |Af |0.707|Afo|下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B加入加入負(fù)反饋負(fù)反饋無負(fù)反饋無負(fù)反饋FufAuiuo大大小小接近正弦波接近正弦波uouiA+uiduf下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)Buiubeib+在同樣的在同樣的 ib下下，ui= ube + uf ube，所以所以 rif 提高。提高。i0if)1(rFAr biiiur 無負(fù)反饋時(shí)：無負(fù)反

27、饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：biifiur uf+bbeiu 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BFArr0ifi1 ifbbeiiur 無負(fù)反饋時(shí)：無負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：ibeifiur iiibube+下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)Bo0of)1(rFAr FArr0oof1 電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，即有電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，即有恒壓輸出特性，故輸出電阻降低。恒壓輸出特性，故輸出電阻降低。 電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用，即有電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用，即有恒流輸出特性

28、，故輸出電阻提高。恒流輸出特性，故輸出電阻提高。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B四種負(fù)反饋對(duì)四種負(fù)反饋對(duì) ri 和和 ro 的影響的影響串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓 串聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流并聯(lián)電流思考題：為了分別實(shí)現(xiàn)：思考題：為了分別實(shí)現(xiàn)： (1) 穩(wěn)定輸出電壓；穩(wěn)定輸出電壓； (2) 穩(wěn)定輸出電流；穩(wěn)定輸出電流； (3) 提高輸入電阻；提高輸入電阻； (4) 降低輸出電阻。降低輸出電阻。應(yīng)引入哪種類型的負(fù)反饋？應(yīng)引入哪種類型的負(fù)反饋？riro減低減低增高增高增高增高增高增高增高增高減低減低減低減低減低減低下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2

29、021-12-14電工電子學(xué)B 集成運(yùn)算放大器與外部電阻、電容、半導(dǎo)體器集成運(yùn)算放大器與外部電阻、電容、半導(dǎo)體器件等構(gòu)成閉環(huán)電路后，能對(duì)各種模擬信號(hào)進(jìn)行比例、件等構(gòu)成閉環(huán)電路后，能對(duì)各種模擬信號(hào)進(jìn)行比例、加法、減法、微分、積分、對(duì)數(shù)、反對(duì)數(shù)、乘法和加法、減法、微分、積分、對(duì)數(shù)、反對(duì)數(shù)、乘法和除法等運(yùn)算。除法等運(yùn)算。 運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)，通常要引入深度運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)，通常要引入深度負(fù)反饋。所以，它的輸出電壓和輸入電壓的關(guān)系基負(fù)反饋。所以，它的輸出電壓和輸入電壓的關(guān)系基本決定于反饋電路和輸入電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而與本決定于反饋電路和輸入電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而與運(yùn)算放大器本身的參數(shù)關(guān)系不

30、大。改變輸入電路和運(yùn)算放大器本身的參數(shù)關(guān)系不大。改變輸入電路和反饋電路的結(jié)構(gòu)形式，就可以實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)算。反饋電路的結(jié)構(gòu)形式，就可以實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)算。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B1i1Ruui FofRuui (1) 電路組成電路組成 以后如不加說明，輸入、以后如不加說明，輸入、輸出的另一端均為地輸出的另一端均為地( )。(2) 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)因因虛短虛短, 所以所以u(píng)=u+= 0，稱反相輸入端稱反相輸入端“虛虛地地” 反相輸入的重要反相輸入的重要特點(diǎn)特點(diǎn)因因虛斷，虛斷，i+= i = 0 ， i1FouRRu ifi1ii+1FiofRRuu

31、Au 所以所以 i1 if 因要求靜態(tài)時(shí)因要求靜態(tài)時(shí)u+、 u 對(duì)對(duì)地電阻相同，地電阻相同， 所以所以平衡電阻平衡電阻 R2 = R1 / RFuoRFuiR2R1+ 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B例例: 電路如下圖所示，已知電路如下圖所示，已知 R1= 10 k ，RF = 50 k 。求求: 1. Auf 、R2 ； 2. 若若 R1不變不變, 要求要求Auf為為 10, 則則RF 、 R2 應(yīng)為多少？應(yīng)為多少？解：解：1. Auf = RF R1 = 50 10 = 5R2

32、= R1 RF =10 50 (10+50) = 8.3 k 2. 因因 Auf = RF / R1 = RF 10 = 10 故得故得 RF = Auf R1 = (10) 10 =100 k R2 = 10 100 (10 +100) = 9. 1 k uORFuiR2R1+ 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)BoF11uRRRu 因因虛斷，虛斷，所以所以u(píng)+ = ui i1Fo)1(uRRu (1) 電路組成電路組成(2) 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)1Fiof1RRuuAu 因因虛短，虛短，所以所以 u = ui ，反相輸入端不反相輸入端不“虛地虛地”

33、因要求靜態(tài)時(shí)因要求靜態(tài)時(shí)u+、u 對(duì)地對(duì)地電阻相同，電阻相同， 所以所以平衡電阻平衡電阻R2=R1/RFuoRFuiR2R1+ u+u下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B 當(dāng)當(dāng) R1= 且且 RF = 0 時(shí)，時(shí)，uo = ui ， Auf = 1， 稱電壓跟隨器。稱電壓跟隨器。uoRFuiR2R1+ 由運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟由運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟 隨器隨器輸入電阻高、輸出輸入電阻高、輸出 電阻低，電阻低，其跟隨性能比其跟隨性能比 射極輸出器更好。射極輸出器更好。uoui+ uo+ 15k RL1

34、5k +15V 7.5k 例：例：下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B 由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和運(yùn)算放大器可組成恒壓源。由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和運(yùn)算放大器可組成恒壓源。UORFR2R1+ RL+UZRDZ+UUORFR2R1+ +RLRDZ+UZ+U反相輸入恒壓源反相輸入恒壓源同相輸入恒壓源同相輸入恒壓源ZFO1URRU ZFO)(11URRU 改變改變 RF 即可調(diào)節(jié)恒壓源的輸出電壓。即可調(diào)節(jié)恒壓源的輸出電壓。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B11LRuii 1xGRUI 1iRu 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021

35、-12-14電工電子學(xué)B因因虛短虛短, u= u+= 0Fo2i2i1i1i RuRuRu 故得故得 平衡電阻：平衡電阻： R2= Ri1 / Ri2 / RFii2ii1ifFo2i2i1i1iRuuRuuRuu uoui2RFui1Ri2Ri1+ R2+因因虛斷虛斷，i = 0 所以所以 ii1+ ii2 = if )(2i2iF1 i1 iFouRRuRRu下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B1i2i1i2iuRRRu 同理，同理，ui2單獨(dú)作用時(shí)單獨(dú)作用時(shí) 1F o)1( uRRu? u2i2i1i1i1F o)1(uRRRRRu 1i2i1i2i1

36、F)1 (uRRRRR )(1(2i2i1i1i1i2i1i2i1FouRRRuRRRRRu ui2uoRFui1Ri2Ri1+ R1+下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B方法方法2：2i2i1i1i1i2i1i2iuRRRuRRRu uRRu)1(1Fou+)(1(2i2i1i1i1i2i1i2i1FouRRRuRRRRRu 思考思考u+=?ui2uoRFui1Ri2Ri1+ R1+下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B)(1 (2i2i1i1i1i2i1i2i1FouRRRuRRRRRu ui2uoRFui1Ri2Ri1

37、+ R1+ui2uoRFui1Ri2Ri1+ R2+)(2i2iF1 i1 iFouRRuRRu下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出2021-12-14電工電子學(xué)B由虛斷可得：由虛斷可得：2i3 23uRRRu 由虛短可得：由虛短可得： uuui2uoRFui1R3R2+ R1+ 如果取如果取 R1 = R2 ，R3 = RF )(1i2i1FouuRRu 則：則： 如如 R1 = R2 = R3 = RF 1i2iouuu 則：則：R2 / R3 = R1 / RF輸出與兩個(gè)輸入信號(hào)的差值成正比。輸出與兩個(gè)輸入信號(hào)的差值成正比。常用做測(cè)量常用做測(cè)量放大電路放大電路)1(1i1F2i3231FouRRuRRRRRu 1F11io1i RRRuuu 1R1i uuu 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退