第1單元運(yùn)算放大器及其應(yīng)用

1、 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)的多級直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛的級直接耦合放大電路。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。Auo 高高: 80dB140dBrid 高高: 105 1011 ro 低低: 幾十幾十 幾百幾百 KCMR高高: 70dB130dBuo+Auou+u。 。+UCCUEE - -+ +UCCUEEuu+輸入級輸入級中間級中間級 輸出級輸出級同相同相輸入端輸入端輸出端輸出端反相反相輸入端輸入端 輸入級：輸入級：輸入電阻高，能減小零點(diǎn)漂移和抑制干擾輸入電阻高，能減小零點(diǎn)漂移和抑制干擾信號，都

2、采用帶恒流源的差放信號，都采用帶恒流源的差放 。 中間級：中間級：要求電壓放大倍數(shù)高。常采用帶恒流源的要求電壓放大倍數(shù)高。常采用帶恒流源的共發(fā)射極放大電路構(gòu)成。共發(fā)射極放大電路構(gòu)成。 輸出級：輸出級：與負(fù)載相接，要求輸出電阻低，帶負(fù)載能與負(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)對稱電路或射極輸出器構(gòu)成。力強(qiáng)，一般由互補(bǔ)對稱電路或射極輸出器構(gòu)成。1. 最大輸出電壓最大輸出電壓 UOPP 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)差模放大倍數(shù)開環(huán)差模放大倍數(shù)Aod 運(yùn)放在開環(huán)時的差模電壓放大倍數(shù)（用增益分貝數(shù)運(yùn)放在開環(huán)時的差模電壓放大

3、倍數(shù)（用增益分貝數(shù)dB表示）表示） 。6. 共模輸入電壓范圍共模輸入電壓范圍 UICM 運(yùn)放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 Uio4. 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流 Iio5. 輸入偏置電流輸入偏置電流 IB7. 共模抑制比共模抑制比CMRR 運(yùn)放的差模放大倍數(shù)與共模放大倍數(shù)之比（用增益運(yùn)放的差模放大倍數(shù)與共模放大倍數(shù)之比（用增益分貝數(shù)分貝數(shù)dB表示）。表示）。8. 輸入電阻輸入電阻ri 運(yùn)放開環(huán)時，輸入差模信號引起的電壓變化與電流

4、運(yùn)放開環(huán)時，輸入差模信號引起的電壓變化與電流變化之比值。變化之比值。9. 最大輸入差模電壓最大輸入差模電壓Uidmax10. 最大輸入共模電壓最大輸入共模電壓Uicmax11. 單位增益帶寬單位增益帶寬fc 即增益為即增益為1倍時的帶寬。倍時的帶寬。12. 轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換速率SR 運(yùn)放在大信號輸入條件下，輸出信號從負(fù)峰值所能運(yùn)放在大信號輸入條件下，輸出信號從負(fù)峰值所能達(dá)到的最大變化率。達(dá)到的最大變化率。13. 靜態(tài)功率靜態(tài)功率PE及靜態(tài)電流及靜態(tài)電流IE 運(yùn)放靜態(tài)時的電源功耗及電源電流。運(yùn)放靜態(tài)時的電源功耗及電源電流。1. 理想運(yùn)算放大器理想運(yùn)算放大器Auo ， rid ，ro 0 ， KCMR

5、 2. 電壓傳輸特性電壓傳輸特性 uo= f (ui)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，時， uo = +Uo(sat) u+ u 時，時， uo = + Uo(sat) u+ 0 ui = Ui UR，uo=+ Uo (sat)ui UR，uo= Uo (sat)URuouiR2+ R1+uiuoURR2+ R1+ uiuoOUR電壓傳輸特性電壓傳輸特性uiuoOURURuouiR2+ R1+uiuoURR2+ R1+Ot +Uo(sat) Uo(sat)uouitOUROuot +Uo (sat) Uo (sat)t1t2UZ UZuoRDZ

6、URuouiR2+ R1+電壓傳輸特性電壓傳輸特性 Uo(sat) +Uo(sat)uiuoOURURuouiR2+ R1+tuituo+Uo(sat)Uo(sat)RF UU當(dāng)當(dāng) uo = + Uo(sat)， 則則 當(dāng)當(dāng) uo = Uo(sat)， 則則iuu 門限電壓受輸門限電壓受輸出電壓的控制出電壓的控制R2uoui+ R1+ )(o(sat)F 2 2URRRUu )(o(sat)F 2 2 URRRUu oF 2 2uRRRu uiuoO Uo(sat)+Uo(sat) U電壓傳輸特性電壓傳輸特性 UuitOuoOt+Uo(sat)Uo(sat) U U兩次跳變之間具有遲兩次跳變之

7、間具有遲滯特性滯特性滯回比較器滯回比較器RFR2uoui+ R1+)(o(sat)F 2 2RF 2FRURRRURRRu 可見：可見：傳輸特性不再對稱于縱軸，傳輸特性不再對稱于縱軸， UU +URRFR2uoui+ R1+ U Uo(sat)F 2 2 2URRRUUU V2V6201010 U V 2V6201010 U V33. 1V62010105201020V33. 5V62010105201020 UU火災(zāi)報警電路?；馂?zāi)報警電路。ui1和和ui2分別來自兩個溫度傳分別來自兩個溫度傳感器。一個安裝在塑料殼內(nèi)，另一個安裝在感器。一個安裝在塑料殼內(nèi)，另一個安裝在金屬板上。金屬板上。差分運(yùn)

8、差分運(yùn)算電路算電路電壓比電壓比較器較器聲光報聲光報警電路警電路ui1ui2 放大部分采用運(yùn)放放大部分采用運(yùn)放組成的同相比例放大電組成的同相比例放大電路，閉環(huán)電壓放大倍數(shù)路，閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：為：11RRAFf RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為選頻正反饋網(wǎng)絡(luò)，其選選頻正反饋網(wǎng)絡(luò)，其選通頻率為：通頻率為：RCf210 為了滿足反饋的幅度條件為了滿足反饋的幅度條件Af1，則同相比例放大電路的閉，則同相比例放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)必須滿足環(huán)電壓放大倍數(shù)必須滿足Af3，也就是說必須滿足也就是說必須滿足Rf2R1。 RCtCCCCeuuutu 0RU RUTT1T2T = T1+ T2 = 2T1 = 2T2RCRRTf2141 uo1 UZ UZRCUURRTTZZ12212 tOuoZ12URRZ12URR (1) 改變比較器的輸出改變比較器的輸出 uo1、電阻、電阻R1 、R2 即可改即可改變?nèi)遣ǖ姆?。變?nèi)遣ǖ姆怠?(2) 改變積