第11章 運算放大器

1、電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院1電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院2電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院3電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院4反相反相輸入端輸入端同相同相輸入端輸入端信號傳信號傳輸方向輸方向理想運放開環(huán)理想運放開環(huán)電壓放大倍數電壓放大倍數實際運放開環(huán)實際運放開環(huán)電壓放大倍數電壓放大倍數電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院512876543空腳空腳正電源端正電源端輸出端輸出端調零端調零端調零端調零端 反相輸入端反相輸入端同相輸入端同相輸入端負電源端負電源端651324電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院6電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院7

2、電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院8 ouA0)(oo uAuuu idr電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院9 u+ u uoUo(sat)+Uo(sat) O飽和區(qū)飽和區(qū)電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院10AoXiX電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院11FfXdXAoXiX反饋電路反饋電路fidXXX 比較環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié)fidXXX idXX 基本放大電路基本放大電路電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院12AFdXoXfXiX電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院13fiduuu 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院14fidiii 電氣與自動化工程學院電氣

3、與自動化工程學院15fiduuu 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院16fidiii 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院17電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院18doXXA ofXXF fidXXX AFAXXA 1iofAAAFAAd11dff AFdXoXfXiX電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院19F電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院20電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院21fiii 0 uu1i1iiRuRuui FoFofRuRuui 1FiofRRuuAu i1FouRRu 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院22F12/ RRR 1iof

4、uuAui1FouRRu 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院23ifR2uo10K10Kiiui+Sii1K1K1K1K1K1K0 uu電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院24ifR2uo10K10Kiiui+Sii1K1K1K1K1K1Kiii32211u/ui iii3121uii 1010oofuuui fiii 1031oiuu 33iof.uuAu 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院25fiii iuuu 1i1iRuRui FoiFofRuuRuui 1Fiof1RRuuAu ifR1R2uoRFiiui+i1Fo)1(uRRu 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程

5、學院26uoRFuiR2R1+ uoui+ 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院27Foi2i2i1i1 RuRuRu 故得故得ii2ii1if11i1i1Ruui 12i2i2Ruui )( i212Fi111FouRRuRRu F0fRuui 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院28)(i2i2Fi1i1FouRRuRRu )(i2i11FouuRRu )(i2i1ouuu 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院29i2323uRRRu i1i1iRuu ifR1R2uoRFiiui1+R3+ui2+)(oi1F11i1uuRRRu i11Fi23231Fo)1(uRRuRRRR

6、Ru 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院30)(i1i21FouuRRu i11Fi23231Fo)1(uRRuRRRRRu i1i2ouuu ifR1R2uoRFiiui1+R3+ui2+電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院311ifiRuii tuCRtiCuu d1d1iF1fFCoifR1R2uoRFiiui+ifuC+ tuCRud1iF1o電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院32Foi1ddRutuC tuCRudd i1Fo ifi1uoC1uiR2RF+ 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院33ii11F0151 u.uRRu ii1F12F2012F2025

7、 . 7)1 ()1 (uuRRRRuRRu iii010206)5 . 1(5 . 7uuuuuu ui+R2uoRF2+R1R3RF1+R4電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院34 Rp2 RP1 + + uo ui1 RF + + uo1 R R R1 R2 ui2 2io1uu )(o12F1i1FouRRuRRu 1i1Fi22FuRRuRR 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院35電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院36iu電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院37iuiu電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院38iuiu電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院39

8、iu電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院40電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院4111.3 11.3 運算放大器在波形產生方面的應用運算放大器在波形產生方面的應用1.1. 矩形波發(fā)生電路矩形波發(fā)生電路Z122RURRRU雙向穩(wěn)壓管,起輸出限幅作用R R1 1和和R R2 2構成正反饋電路構成正反饋電路 起限流的作用起限流的作用反相輸入端的電壓反相輸入端的電壓cuu 電容兩端電壓的變化是電容電容兩端電壓的變化是電容通過電阻通過電阻R RF F的充放電實現的的充放電實現的R RF F和和C C構成負反饋電路構成負反饋電路通過比較通過比較uu ,的大小可的大小可得出輸出電壓得出輸出電壓U

9、UR RR R2 2R RF Fu uo ou uC CR R1 1R R3 3D DZ Z電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院42U UR RR R2 2R RF Fu uo ou uC CR R1 1R R3 3D DZ Z2TtcutouZUZU思考題：如何改變矩形波的周期思考題：如何改變矩形波的周期T T？矩形發(fā)生器的波形矩形發(fā)生器的波形RURU電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院432. 2. 三角波發(fā)生器三角波發(fā)生器組成積分電路組成比較器R R2 2R RF FR R1 1u uo1o1D DZ ZR R5 5R R4 4C CF Fu uo ou uc cR R6 6R

10、R3 3電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院44ZURRu12o當當011uu電路工作穩(wěn)定后電路工作穩(wěn)定后, ,當當Z1Uuoo121Z1221)(uRRRURRRuR R2 2R RF FR R1 1u uo1o1D DZ ZR R5 5R R4 4C CF Fu uo ou uc cR R6 6R R3 3o1uZUZU從從電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院45ZURRu12o當當011uu電路工作穩(wěn)定后電路工作穩(wěn)定后, ,當當Z1Uuoo121Z1221uRRRURRRuo1uZUZU從從R R2 2R RF FR R1 1u uo1o1D DZ ZR R5 5R R4 4C

11、CF Fu uo ou uc cR R6 6R R3 3電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院46ZUZUZURR12ZURR121F424TRCRR如何計算周期如何計算周期? ?2TZ122T0ZF42d1URRtUCRtto1uou三角波發(fā)生器的波形三角波發(fā)生器的波形電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院4711.6 11.6 使用運算放大器應注意的幾個問題使用運算放大器應注意的幾個問題1. 選用元件 根據實際要求來選用運算放大器根據實際要求來選用運算放大器, ,主要是根據主要是根據使用條件及運放的參數進行選擇使用條件及運放的參數進行選擇。2. 消振 這是為避免運算放大器內部晶體管的極

12、間電容這是為避免運算放大器內部晶體管的極間電容和其他寄生參數的影響和其他寄生參數的影響, ,使電路產生自激振蕩，即外使電路產生自激振蕩，即外加消振的方法。加消振的方法。3. 調零 由于運放內部參數不可能完全對稱由于運放內部參數不可能完全對稱, ,輸入信號輸入信號為零為零, ,輸出可能不為零輸出可能不為零, ,為此為此, ,在使用時必須調零。在使用時必須調零。電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院484.保護措施(1) (1) 輸入保護輸入保護輸入電壓將限制在二極管的正向壓降以下R R2 2R R1 1R RF Fu ui iu uo o電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院49（2 2）

13、輸出端保護輸出端保護將兩個穩(wěn)壓管反向串聯,將輸出電壓限制在一定的范圍內R R2 2R R1 1u uo ou ui iD DZ ZR RF F電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院50用二個二極管來保護,以護止正、負電源接反.- -E ER R2 2R R1 1u uo ou ui i+ +E E（3 3） 電源保護電源保護電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院51（5 5） 擴大輸出電流擴大輸出電流互補對稱電路R R2 2R RB BR RF Fu ui iu uo o-E-EC CR R1 1R RB B+E+EC CT2T2T1T1D1D1D2D2電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程

14、學院52集成運放的基本結構集成運放的基本結構-UEE+UCCuo u u反相端反相端同相端同相端T3T4T5T1T2IS輸入級輸入級輸出級輸出級中間級中間級電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院53例例 F007F007運算放大器的正、負電源電壓為運算放大器的正、負電源電壓為15V15V，開環(huán)電壓放大倍數，開環(huán)電壓放大倍數AU0=2 105, ,輸出輸出最大電壓（即最大電壓（即 Uo(sat)為為13V。在下圖電路。在下圖電路中分別加如下電壓，求輸出電壓及其極性：中分別加如下電壓，求輸出電壓及其極性：V;10V,15) 1 (uuV;10V,5)2(uumV;50V,)3(uuV;0mV,5)4(uu u u+ uo 電氣與自動化工程學院電氣與自動化工程學院54V651021360uoAuuu解只要兩個輸入端之間的電壓絕對值超過只要兩個輸入端之間的電壓絕對值超過6565V V，輸出電壓就達到正或負的飽和值。輸出電壓就達到正或負的飽和值。5VV10)1015(102