第9章 集成運(yùn)算放大電路

1、（第四版）（第四版）2集成運(yùn)算放大器第9章主要主要內(nèi)容內(nèi)容3【案例】 霍爾計(jì)數(shù)器第9章1.電路及工作過(guò)程電路及工作過(guò)程鋼球鋼球絕緣板絕緣板磁鐵磁鐵霍爾開關(guān)傳感器霍爾開關(guān)傳感器NS工作示意圖工作示意圖電路圖電路圖22F12V2.1k470k470k11k1k10kSC1R1R2R3R4R5RL計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器SL35015VAA741VT4第9章2.電路元器件電路元器件霍爾開關(guān)霍爾開關(guān)SL3501SL3501一個(gè)一個(gè)A741A741型放大器一個(gè)型放大器一個(gè)2N58122N5812型三極管一個(gè)型三極管一個(gè)74LS16074LS160計(jì)數(shù)器一個(gè)計(jì)數(shù)器一個(gè)470k470k電阻二個(gè)電阻二個(gè)電阻電阻10k10

2、k、11k11k、2.1k2.1k、1k1k電阻各一個(gè)電阻各一個(gè)22F/18V22F/18V電解電容一個(gè)電解電容一個(gè)5V5V直流電源、直流電源、12V12V直流電源直流電源【案例】 電子助記器電路5第9章3.案例實(shí)施案例實(shí)施按電路圖接好電路后，用一小鋼球在霍爾傳感器前移動(dòng)，移動(dòng)一次，三極管通斷一次，按電路圖接好電路后，用一小鋼球在霍爾傳感器前移動(dòng)，移動(dòng)一次，三極管通斷一次，計(jì)數(shù)器接收一個(gè)脈沖信號(hào)，如果需要將移動(dòng)次數(shù)顯示出來(lái)計(jì)數(shù)器接收一個(gè)脈沖信號(hào)，如果需要將移動(dòng)次數(shù)顯示出來(lái) ，需另設(shè)計(jì)顯示部分電路。，需另設(shè)計(jì)顯示部分電路。 【案例】 電子助記器電路6第9章4.案例思考案例思考？如果在如果在VTV

3、T三極管集電集接一發(fā)光二極管，是否可以觀察到放大器對(duì)傳感器輸出微小電信三極管集電集接一發(fā)光二極管，是否可以觀察到放大器對(duì)傳感器輸出微小電信號(hào)的放大作用？號(hào)的放大作用？ 【案例】 電子助記器電路72i1iiuuuo2o1ouuu電路輸入電壓電路輸入電壓電路輸出電壓電路輸出電壓 RC1VT1 RC2 RE2VT2ui1uouo2ui2uo1UCCUEE9.1 差動(dòng)放大電路 第9章差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路 8當(dāng)兩輸入端加的信號(hào)大小相等、極性相反，輸入信號(hào)為當(dāng)兩輸入端加的信號(hào)大小相等、極性相反，輸入信號(hào)為 。ii121uuii221uu i1do1uAuidi2i1do2o1o)(uAuuAuuuio

4、duuA 差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù) 輸出電壓為輸出電壓為 i2do2 uAu9.1 差動(dòng)放大電路 第9章差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路 9 當(dāng)兩輸入端加的信號(hào)大小相等、極性相同，輸入信號(hào)為當(dāng)兩輸入端加的信號(hào)大小相等、極性相同，輸入信號(hào)為 ii2i1uuu輸出電壓為輸出電壓為iuo2o1uAuu0o2o1ouuu共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù) 0iocuuA共模抑制比共模抑制比 cdCMRlg20AAK越大，表示電越大，表示電路放大差模信路放大差模信號(hào)和抑制共模號(hào)和抑制共模信號(hào)的能力越信號(hào)的能力越強(qiáng)。強(qiáng)。9.1 差動(dòng)放大電路 第9章差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路 10輸出端輸出端中間級(jí)中間級(jí)輸入級(jí)

5、輸入級(jí)輸出級(jí)輸出級(jí)偏置電路偏置電路輸入端輸入端9.2 集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介第9章11l1.1.最大輸出電壓最大輸出電壓U UOPPOPPl2.2.開環(huán)電壓放大倍數(shù)開環(huán)電壓放大倍數(shù)A AuOuOl3.3.輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓U UIOIOl5.5.差模輸入電阻差模輸入電阻r ri i和輸出電阻和輸出電阻r rO Ol6.6.共模抑制比共模抑制比K KCMRCMR l7.7.最大共模輸入電壓最大共模輸入電壓U UiCMiCMl4.4.輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流 I IIOIO9.2 集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介第9章12理想放大器應(yīng)滿足下列條件理想放大器應(yīng)滿足下列條件9.2 集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介第9章理想集成

6、運(yùn)算放大器符號(hào)理想集成運(yùn)算放大器符號(hào)uouu +ii集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性u(píng)ouiUOMOUOM理想特性理想特性實(shí)際特性實(shí)際特性131.1.集成運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端的電位相等（集成運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端的電位相等（） u u u u2.2.集成運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端的輸入電流等于零（集成運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端的輸入電流等于零（） i i 09.2 集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介第9章141.1.反相比例運(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路 0uu_+ RFR1R2uiuoiiif+_+_0iiffiiiii得得 所以所以 F01iRuuRuu

7、即即 Fo1iRuRu靜態(tài)平靜態(tài)平衡電阻衡電阻 1FioufRRuuA 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章15得得2.同相比例運(yùn)算電路同相比例運(yùn)算電路iuuu0iiffiiiii由圖可列出由圖可列出 F010RuuRu得得 i1Fo1uRRu1Fiouf1RRuuAu uo o_+ RFR1R2uiiiif+_+_ 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章16131211fiiii0uu13Fi212Fi111FoRRuRRuRRu1131211RRRR)(i3i2i11FouuuRRuF1RR)(i3i2i1ouuuu由節(jié)點(diǎn)電流定律得由節(jié)點(diǎn)電流定律得整理得整理得當(dāng)當(dāng) 有有當(dāng)當(dāng) 有有

8、uo+ RFR13R2ui1i12if_+_i11i13R12R11ui2ui31.加法運(yùn)算電路加法運(yùn)算電路 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章17i3i2i1o45 . 02uuuu【例例】一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的輸出電壓和一些待測(cè)量一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的輸出電壓和一些待測(cè)量(經(jīng)傳感器變換為電壓信號(hào)經(jīng)傳感器變換為電壓信號(hào))的關(guān)系為的關(guān)系為若取若取RF=100k，試用集成運(yùn)放構(gòu)成信號(hào)處理電路，求各電阻值。，試用集成運(yùn)放構(gòu)成信號(hào)處理電路，求各電阻值。 分析輸入信號(hào)為加法關(guān)系，因此第一級(jí)采用分析輸入信號(hào)為加法關(guān)系，因此第一級(jí)采用，輸入信號(hào)與輸出信號(hào)要求同相位，所以，輸入信號(hào)與輸出信號(hào)要求同相位，所以再加一級(jí)

9、再加一級(jí)。 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章18+ RFR13Rb1ui1i12_i11i13R12R11ui2ui3+ RFR21Rb2uo_+_13Fi212Fi111FoRRuRRuRRui3i2i1o45 . 02uuuu 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章19由由平衡電阻平衡電阻Rb1 = RF R11R12R 13=1005020025 =13k 平衡電阻平衡電阻RF=100kR12=200kR11=50kR13=25k第二級(jí)為反相電路第二級(jí)為反相電路Rb2= RF R21=100100 =50 k 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章13Fi212Fi11

10、1FoRRuRRuRRui3i2i1o45 . 02uuuu20i11F1Fooo1uRRuRRuuu i11Fi23231F1uRRuRRRRR21RR F3RR)(i1i21FouuRRu當(dāng)當(dāng)有有i2i1ouuu當(dāng)當(dāng)有有F1RR _+ RFR1R2ui1uoiiif+_+_+ui2R32.減法運(yùn)算電路減法運(yùn)算電路 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章21+ RCRuiuoiCiR_1.微分運(yùn)算電路微分運(yùn)算電路tuRCuddio0uuCRii 根據(jù)根據(jù)得得所以所以tuuCRuud)(dio即即9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章22tiCtiCuud1d1RCcotuRCtRuC

11、d1d1ii2.2.積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路+ RCRuiuoiCiR_9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章23of11fuRRRu構(gòu)成反饋支路構(gòu)成反饋支路凈輸入信號(hào)減小凈輸入信號(hào)減小_+ RFR2R1uiuoii+_+_+uduf+_RL9.4 集成運(yùn)算放大器的反饋分析第9章24fidiiiFoFofRuRuui反饋支路反饋支路凈輸入信號(hào)減小凈輸入信號(hào)減小+ RFR2R1uiuoii_+_RLidif9.4 集成運(yùn)算放大器的反饋分析第9章25FofRiu反饋支路反饋支路凈輸入信號(hào)減小凈輸入信號(hào)減小+ RFR2uiuoio_+uduf+_RL9.4 集成運(yùn)算放大器的反饋分析第9章26反饋

12、電路是由電阻反饋電路是由電阻R和和RF構(gòu)成的構(gòu)成的 FoFRfRRiRuifidiii凈輸入信號(hào)減小凈輸入信號(hào)減小+ RFR2R1uiuoii_RLidifioR9.4 集成運(yùn)算放大器的反饋分析第9章27測(cè)量放大器測(cè)量放大器uo+ _A1+ _A2R2R3+ _A3ui1ui2uiuo1uo2R1R4R6R5R79.5 運(yùn)算放大器的應(yīng)用第9章28i112o121uRRui212i213o22121uRRuRRui12i2i112o2o121)(21uRRuuRRuu第一級(jí)的電壓放大倍數(shù)為第一級(jí)的電壓放大倍數(shù)為 12io2o121RRuuu54RR 76RR 46o2o1oRRuuu如果如果測(cè)量

13、放大器總的電壓放大倍數(shù)為測(cè)量放大器總的電壓放大倍數(shù)為 1246io2o1o2o1oiou21RRRRuuuuuuuuA9.5 運(yùn)算放大器的應(yīng)用第9章291.單值比較器單值比較器RiUu OMoUuRiUu OMoUu+ uiuo_URuouioUoMUoMUR9.5 運(yùn)算放大器的應(yīng)用第9章30+ R1R2uiuo_VDZR3反相輸入過(guò)零限幅比較器反相輸入過(guò)零限幅比較器+ R1R2uiuo_VDZ同相輸入過(guò)零限幅比較器同相輸入過(guò)零限幅比較器9.5 運(yùn)算放大器的應(yīng)用第9章312.滯回比較器滯回比較器21oM2R1TRRURURU21oM2R1TRRURURU回差電壓回差電壓 HUTUTU=+ uIRR2uiuo_URuuuouioUoMUoMUTUT兩個(gè)閾值電壓分別為兩個(gè)閾值電壓分別為 越大，抗干擾能力越強(qiáng)。越大，抗干擾能力越強(qiáng)。9.5 運(yùn)算放大器的應(yīng)用第9章321.消振消振通常的方法是通常的方法是，用它來(lái)破壞產(chǎn)生自激振蕩的條件。，用它來(lái)破壞產(chǎn)生自激振蕩的條件。是否已消振，可將輸入端接地，用示波是否已消振，可將輸入端接地，用示波器觀察輸出端有無(wú)自激振蕩。目前很多器觀察輸出端有無(wú)自激振蕩。目前很多運(yùn)算放大器內(nèi)部已有消振元件，無(wú)須外運(yùn)算放大器內(nèi)部已有消振元件，