集成運算放大器介紹

1、電子技術(shù)基礎(chǔ)1第4章 集成運算放大器的應(yīng)用集成運算放大器在線性和非線性應(yīng)用時的基本概念和分析依據(jù)集成運算放大器在線性和非線性應(yīng)用時的分析方法集成運算放大器典型線性應(yīng)用電路的組成、工作原理和電路功能集成運算放大器典型非線性應(yīng)用電路的組成、工作原理和電路功能學習要點24.1 模擬運算電路4.2 信號處理電路4.3 正弦波振蕩器4.4 使用運算放大器應(yīng)注意的幾個問題第4章 集成運算放大器的應(yīng)用34.1 模擬運算電路4.1.1 比例運算電路1、反相輸入比例運算電路4圖示電路既能提高輸入電阻，也能滿足一定放大倍數(shù)的要求。根據(jù)運放工作在線性區(qū)的虛短和虛斷兩條分析依據(jù)，可以推出圖4-2所示電路的閉環(huán)電壓放大

2、倍數(shù)為：5例 在圖4-2所示電路中，已知R1=100k，Rf1=200k，Rf2=200k， Rf3=1k，求：（1）閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Auf、輸入電阻ri及平衡電阻R2；（2）如果改用圖4-1的電路，要想保持閉環(huán)電壓放大倍數(shù)和輸入電阻不變，反饋電阻Rf應(yīng)該多大？解（1）閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：62、同相輸入比例運算電路7電壓跟隨器8例 在圖示電路中，已知R1=100k， Rf=200k ，ui=1V，求輸出電壓uo，并說明輸入級的作用。9例 在圖示電路中，已知R1=100k， Rf=200k ， R2=100k， R3=200k ， ui=1V，求輸出電壓uo。104.1.2 加法和減法運算電路1

3、、加法運算電路112、減法運算電路12例：求圖示電路中uo與ui1、ui2的關(guān)系。解：電路由第一級的反相器和第二級的加法運算電路級聯(lián)而成。13例：求圖示電路中uo與ui1、ui2的關(guān)系。解：電路由第一級的同相比例運算電路和第二級的減法運算電路級聯(lián)而成。14例 試用兩級運算放大器設(shè)計一個加減運算電路，實現(xiàn)以下運算關(guān)系：解 由題中給出的運算關(guān)系可知ui3與uo反相，而ui1和ui2與uo同相，故可用反相加法運算電路將ui1和ui2相加后，其和再與ui3反相相加，從而可使ui3反相一次，而ui1和ui2反相兩次。根據(jù)以上分析，可畫出實現(xiàn)加減運算的電路圖，如圖所示。15由圖可得：16例：求圖示電路中u

4、o與ui的關(guān)系。174.1.3 積分和微分運算電路1、積分運算電路18積分電路波形積分電路用于方波三角波轉(zhuǎn)換19例 在圖示的電路中。（1）寫出輸出電壓uo與輸入電壓ui的運算關(guān)系。（2）若輸入電壓ui=1V，電容器兩端的初始電壓uC=0V，求輸出電壓uo變?yōu)?V所需要的時間。202、微分運算電路214.2 信號處理電路4.2.1 有源濾波器濾波器：選出所需要的頻率范圍內(nèi)的信號，使其順利通過；而對于頻率超出此范圍的信號，使其不易通過。不同的濾波器具有不同的頻率特性，大致可分為低通、高通、帶通和帶阻四種。無源濾波器：僅由無源元件R、C構(gòu)成的濾波器。無源濾波器的帶負載能力較差，這是因為無源濾波器與負

5、載間沒有隔離，當在輸出端接上負載時，負載也將成為濾波器的一部分，這必然導(dǎo)致濾波器頻率特性的改變。此外，由于無源濾波器僅由無源元件構(gòu)成，無放大能力，所以對輸入信號總是衰減的。有源濾波器：由無源元件R、C和放大電路構(gòu)成的濾波器。放大電路廣泛采用帶有深度負反饋的集成運算放大器。由于集成運算放大器具有高輸入阻抗、低輸出阻抗的特性，使濾波器輸出和輸入間有良好的隔離，便于級聯(lián)，以構(gòu)成濾波特性好或頻率特性有特殊要求的濾波器。221、低通濾波器23截止角頻率：242、高通濾波器截止角頻率：254.2.2 采樣保持電路采樣階段：控制信號uG出現(xiàn)時，電子開關(guān)接通，輸入模擬信號ui經(jīng)電子開關(guān)使保持電容C迅速充電，電

6、容電壓即輸出電壓uo跟隨輸入模擬信號電壓ui的變化而變化。保持階段：uG=0，電子開關(guān)斷開，保持電容C上的電壓因為沒有放電回路而得以保持。一直到下一次控制信號的到來，開始新的采樣保持周期。264.2.3 電壓比較器運算放大器處在開環(huán)狀態(tài)，由于電壓放大倍數(shù)極高，因而輸入端之間只要有微小電壓，運算放大器便進入非線性工作區(qū)域，輸出電壓uo達到最大值UOM。27基準電壓UR=0時，輸入電壓ui與零電位比較，稱為過零比較器。輸出端接穩(wěn)壓管限幅。設(shè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為UZ，忽略正向?qū)妷海瑒tuiUR時，穩(wěn)壓管正向?qū)ǎ?uo=0；uiUR時，穩(wěn)壓管正向?qū)ǎ?uo=UZ；ui1。314.3.2 RC正弦波

7、振蕩器正弦波振蕩器的基本組成部分：基本放大電路正反饋網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)正弦波振蕩器的分類：RC正弦波振蕩器LC正弦波振蕩器文氏電橋振蕩器32放大器的電壓放大倍數(shù)為：反饋網(wǎng)絡(luò)具有選頻作用。RC反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為：334.4 使用運算放大器應(yīng)注意的幾個問題4.4.1 選用元件通常是根據(jù)實際要求來選用運算放大器。如測量放大器的輸人信號微弱它的第一級應(yīng)選用高輸入電阻、高共模抑制比、高開環(huán)電壓放，大倍數(shù)、低失調(diào)電壓及低溫度漂移的運算放大器。選好后，根據(jù)管腳圖和符號圖聯(lián)接外部電路，包括電源、外接偏置電阻、消振電路及調(diào)零電路等。4.4.2 消振通常是外接RC消振電路或消振電容，用它來破壞產(chǎn)生自激振蕩的條件。是否已消振，可將輸入端接地，用示波器觀察輸出端有無自激振蕩。目前由于集成工藝水平的提高，運算放大器內(nèi)部已有消振元件，毋須外部消振。344.4.3 調(diào)零4.4.4 保護調(diào)零時應(yīng)將電路接成閉環(huán)。調(diào)零分兩種，一種