第二章集成運(yùn)算放大器線性應(yīng)用基礎(chǔ)

第二章集成運(yùn)算放大器線性應(yīng)用基礎(chǔ)第一頁(yè)，共81頁(yè)。第二章集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用基礎(chǔ)集成運(yùn)算放大器線性、非線性應(yīng)用集成運(yùn)算放大器模型、電壓傳輸特性集成運(yùn)算放大器非理想特性對(duì)實(shí)際應(yīng)用限制第二頁(yè)，共81頁(yè)。2.1集成運(yùn)算放大器的符號(hào)、模型和電壓傳輸特性2.1.1集成運(yùn)算放大器的符號(hào)（a）雙電源供電單數(shù)出（b）單電源供電單數(shù)出（c）雙電源供電雙數(shù)出第三頁(yè)，共81頁(yè)。第四頁(yè)，共81頁(yè)。2.1.2集成運(yùn)算放大器模型集成運(yùn)算放大器模型第五頁(yè)，共81頁(yè)。理想集成運(yùn)算放大器模型第六頁(yè)，共81頁(yè)。2.1.3集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性第七頁(yè)，共81頁(yè)。若輸入差模電壓反向Uid=Ui--Ui+第八頁(yè)，共81頁(yè)。2.2擴(kuò)展線性放大范圍

---引入深度負(fù)反饋（a)反向輸入組態(tài)（b)同向輸入組態(tài)第九頁(yè)，共81頁(yè)。第十頁(yè)，共81頁(yè)。第十一頁(yè)，共81頁(yè)。第十二頁(yè)，共81頁(yè)。2.3由集成運(yùn)放構(gòu)成的基本運(yùn)算電路2.3.1比例運(yùn)算放大器1.同相比例運(yùn)算放大器第十三頁(yè)，共81頁(yè)。第十四頁(yè)，共81頁(yè)。第十五頁(yè)，共81頁(yè)?！纠?.3.1】彰顯電壓跟隨器的隔離(緩沖)作用。有一內(nèi)阻Rs

=100k的信號(hào)源，為一個(gè)負(fù)載(RL

=1k)

提供電流和電壓。一種方案是將它們直接相連(如圖(a)所示)；另一種方案是在信號(hào)源與負(fù)載之間插入一級(jí)電壓跟隨器(如圖(b)所示)。試分析兩種方案負(fù)載RL

所得到的電壓uL

和電流iL

。第十六頁(yè)，共81頁(yè)。2.反相比例運(yùn)算放大器第十七頁(yè)，共81頁(yè)。第十八頁(yè)，共81頁(yè)。第十九頁(yè)，共81頁(yè)?！纠?.3.3】電路如圖所示，試問(wèn)(1)運(yùn)放A1、A2的功能各是什么？(2)求輸出電壓Uo與輸入電壓Ui的關(guān)系式，即總增益Auf=Uo/Ui的表達(dá)式。第二十頁(yè)，共81頁(yè)?！纠?.3.4】有一運(yùn)放組成的反相比例放大器，如右圖所示，電源電壓UCC

=|

UEE

|=12V，求輸入信號(hào)分別為ui1

=1sint(V)和ui2

=2sint(V)時(shí)的輸出波形圖。第二十一頁(yè)，共81頁(yè)。2.3.2相加器1.反相相加器第二十二頁(yè)，共81頁(yè)。第二十三頁(yè)，共81頁(yè)?！纠?.3.5】試設(shè)計(jì)一個(gè)相加器，完成uo

=-(2ui1+3ui2)的運(yùn)算，并要求對(duì)ui1、ui2的輸入電阻均大于等于100k。第二十四頁(yè)，共81頁(yè)。2.同相相加器第二十五頁(yè)，共81頁(yè)。2.3.3相減器第二十六頁(yè)，共81頁(yè)。第二十七頁(yè)，共81頁(yè)?！纠?.3.6】利用相減器電路可以構(gòu)成“稱重放大器”。試問(wèn)，輸出電壓uo與重量(體現(xiàn)在Rx變化上)有何關(guān)系。第二十八頁(yè)，共81頁(yè)。2.3.4積分器第二十九頁(yè)，共81頁(yè)。差動(dòng)積分器第三十頁(yè)，共81頁(yè)。第三十一頁(yè)，共81頁(yè)?！纠?.3.7】電路如右圖所示，當(dāng)t=

t1(1s)時(shí)，開關(guān)S接a點(diǎn)；當(dāng)t=t1(1s)~t2(3s)時(shí)，開關(guān)S接b點(diǎn)；而當(dāng)t>t2(3s)時(shí)，開關(guān)S接c點(diǎn)。已知運(yùn)算放大器電源電壓

15V，初始電壓uC(0)=0，試畫出輸出電壓uo(t)的波形圖。第三十二頁(yè)，共81頁(yè)。第三十三頁(yè)，共81頁(yè)。2.3.5微分器第三十四頁(yè)，共81頁(yè)。利用積分器和相加器求解微分方程第三十五頁(yè)，共81頁(yè)。2.3.6電壓-電流變換V/I和電流-電壓變換I/V1電壓-電流變換V/I第三十六頁(yè)，共81頁(yè)。2電流-電壓變換I/V第三十七頁(yè)，共81頁(yè)。例2.3.8設(shè)計(jì)精密直流電壓測(cè)量電路如果R1=100K，表頭最大量程100微安，輸入電壓的最大值是多少？第三十八頁(yè)，共81頁(yè)。例2.3.9儀用放大器又稱數(shù)據(jù)放大器，如下圖。第三十九頁(yè)，共81頁(yè)。調(diào)節(jié)RG，即可調(diào)節(jié)總增量，若R2=R3=10K，R1=100K，要求總增益1000、100、10、1，設(shè)計(jì)該電路第四十頁(yè)，共81頁(yè)。第四十一頁(yè)，共81頁(yè)。第四十二頁(yè)，共81頁(yè)。第四十三頁(yè)，共81頁(yè)。第四十四頁(yè)，共81頁(yè)。第四十五頁(yè)，共81頁(yè)。2.4由集成運(yùn)放用于信號(hào)處理—有源RC濾波器2.4.1理想濾波器特性及其逼近第四十六頁(yè)，共81頁(yè)。第四十七頁(yè)，共81頁(yè)。表7–1二階濾波器的標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù),零、極點(diǎn)分布以及幅頻特性示意圖第四十八頁(yè)，共81頁(yè)。第四十九頁(yè)，共81頁(yè)。2.4.2常用的一階、二階有源RC濾波器1一階有源RC濾波器Uo第五十頁(yè)，共81頁(yè)。第五十一頁(yè)，共81頁(yè)。2運(yùn)放作為有限增益放大器的二階有源濾波器電路第五十二頁(yè)，共81頁(yè)。令Y1=Y3=，Y2=Y4=sC,構(gòu)成二階低通濾波器其中：則構(gòu)成帶通濾波器第五十三頁(yè)，共81頁(yè)。第五十四頁(yè)，共81頁(yè)。設(shè)計(jì)二階RC有源濾波器，要求：低頻增益A（0）=2，Q=1，f0=1kHz第五十五頁(yè)，共81頁(yè)。3運(yùn)放作為無(wú)限增益放大器的多重反饋有源濾波器第五十六頁(yè)，共81頁(yè)。令Y1=1/R1，Y2=1/R2，Y3=sC3，Y4=sC4,Y5=1/R5構(gòu)成帶通濾波器令C3=C4=C，其傳遞函數(shù)為與表帶通濾波器的標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)第五十七頁(yè)，共81頁(yè)。第五十八頁(yè)，共81頁(yè)。設(shè)計(jì)二階RC有源帶通濾波器，要求：低頻增益A（ω0）=-1，Q=8，f0=1kHz第五十九頁(yè)，共81頁(yè)。用一個(gè)低通濾波器與一個(gè)高通濾波器級(jí)聯(lián)，可否構(gòu)成帶通濾波器?低通的截止頻率和高通的截止頻率應(yīng)該如何選擇和設(shè)置?第六十頁(yè)，共81頁(yè)。4有源帶阻濾波器1〉用低通和高通并聯(lián)組成帶阻濾波器第六十一頁(yè)，共81頁(yè)。2〉用帶通和相加器組成帶阻濾波器第六十二頁(yè)，共81頁(yè)。第六十三頁(yè)，共81頁(yè)。第六十四頁(yè)，共81頁(yè)。5全通濾波器---移相器第六十五頁(yè)，共81頁(yè)。6由積分器和相加器構(gòu)成的二階有源濾波器

----狀態(tài)變量濾波器第六十六頁(yè)，共81頁(yè)。第六十七頁(yè)，共81頁(yè)。7模擬電感電路第六十八頁(yè)，共81頁(yè)。

頻變負(fù)阻電路第六十九頁(yè)，共81頁(yè)。第七十頁(yè)，共81頁(yè)。2.5集成運(yùn)放的非理想特性對(duì)實(shí)際應(yīng)用的限制2.5.1直流特性的缺陷第七十一頁(yè)，共81頁(yè)。第七十二頁(yè)，共81頁(yè)。第七十三頁(yè)，共81頁(yè)。第七十四頁(yè)，共81頁(yè)。2.5.2有