集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用

集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用第一頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五5.1.1集成運(yùn)放的理想特性－＋＋

反相輸入端unup

同相輸入端信號(hào)傳輸方向ui輸出端理想運(yùn)放開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)ouAO集成放的符號(hào)、管腳5.1集成運(yùn)放的理想化及基本電路第二頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.理想運(yùn)放的概念理想化的條件：開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)Aod∞;差模輸入電阻rid開(kāi)環(huán)輸出電阻

rod共模抑制比KCMRR∞;0;∞;uuou上限截止頻率fH→。理想運(yùn)放的符號(hào)第三頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五2．理想運(yùn)放在線性區(qū)的特點(diǎn)（1）虛短：由于兩輸入端之間的電壓差為0，相當(dāng)于兩輸入端短路，但又不是真正的短路，故稱為“虛短”。虛短實(shí)際上指的是兩輸入端的電壓相同，也就是up=un。（2）虛斷：由于ii=0，相當(dāng)于兩輸入端開(kāi)路，但又不是真正的斷開(kāi)，故稱為“虛斷”。虛斷表明兩輸入端沒(méi)有電流。

集成運(yùn)放的電壓、電流，以及“虛短”、“虛斷”示意圖第四頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五5.1.2集成運(yùn)放的兩種基本電路1.反相輸入放大電路虛地點(diǎn)i1=if

（虛斷）因?yàn)橛胸?fù)反饋，利用虛短和虛斷u+

=0

u－=u+=0（虛地）反饋方式：電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓放大倍數(shù):第五頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五例題.

R1=10k,Rf=20k,ui=-1V。求:uo、Ri。說(shuō)明R的作用，R應(yīng)為多大？特點(diǎn)：共模輸入電壓=0（u－=u+=0）缺點(diǎn)：輸入電阻?。?/p>

Ri=R1）R為平衡電阻(使輸入端對(duì)地的靜態(tài)電阻相等):R=R1//Rf第六頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五采用T型反饋網(wǎng)絡(luò)的反相比例電路目的：在高比例系數(shù)時(shí)，避免R1阻值太小，使輸入電阻太小。分析：u+=u-=0（虛短）i1=i2（虛斷）第七頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.同相輸入放大電路u-=u+=uii1=if（虛斷）平衡電阻R=Rf//R1因?yàn)橛胸?fù)反饋，利用虛短和虛斷反饋方式：電壓串聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn)：輸入電阻高缺點(diǎn)：共模輸入電壓≠0（u－=u+=ui）電壓放大倍數(shù):第八頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五Auf=1電壓跟隨器此電路是同相比例運(yùn)算的特殊情況，輸入電阻大，輸出電阻小。在電路中作用與分立元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。ui=u+=u-=uo因?yàn)橛胸?fù)反饋，利用虛短和虛斷：第九頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五5.2.1比例運(yùn)算電路

數(shù)學(xué)上y=kx（k為比例常數(shù)）稱為比例運(yùn)算，在電路中則可通過(guò)uo=kui來(lái)模擬這種運(yùn)算，比例常數(shù)k為電路的電壓放大倍數(shù)。顯然，前述的反相輸入放大電路和同相輸入放大電路都可實(shí)現(xiàn)比例運(yùn)算，前者k=Rf/R1<0，后者k=1+Rf

/R1>0，因此分別稱為反相比例電路和同相比例電路。5.2運(yùn)算電路第十頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五若R1=R2=R,

平衡電阻R0=R1//R2//Rfi1+i2=if虛地5.2.2加法運(yùn)算電路第十一頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五疊加原理

ui1作用

ui2作用

綜合：則有：5.2.3減法運(yùn)算電路第十二頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五5.3電壓比較器

將一個(gè)模擬電壓信號(hào)與一參考電壓相比較，輸出一定的高低電平。功能：構(gòu)成：運(yùn)放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關(guān)系uo=f(ui)是非線性函數(shù)。uoui0+UOM-UOM第十三頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.運(yùn)放工作在非線性狀態(tài)的判定：電路開(kāi)環(huán)或引入正反饋。運(yùn)放工作在非線性狀態(tài)基本分析方法2.運(yùn)放工作在非線性狀態(tài)的分析方法：若U+＞U-則UO=+UOM；若U+＜U-則UO=-UOM。虛斷（運(yùn)放輸入端電流=0）

注意：此時(shí)不能用虛短！uoui0+UOM-UOM第十四頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五uoui0+UOM-UOM1.過(guò)零比較器:（門(mén)限電平=0）uoui0+UOM-UOM一.單門(mén)限電壓比較器第十五頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五tuituo+Uom-Uom例題：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲?。第十六?yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.單門(mén)限比較器（與參考電壓比較）uoui0+Uom-UomUREFUREF為參考電壓當(dāng)ui>UREF時(shí),uo=+Uom當(dāng)ui<UREF時(shí),uo=-Uom

運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)第十七頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五uoui0+Uom-UomUREF當(dāng)ui<UREF時(shí),uo=+Uom當(dāng)ui>UREF時(shí),uo=-Uom

若ui從反相端輸入第十八頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五uoui0+UZ-UZ（1）用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓忽略了UD3.限幅電路——使輸出電壓為一穩(wěn)定的確定值當(dāng)ui>0時(shí),uo=+UZ當(dāng)ui<0時(shí),uo=-UZ

第十九頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）穩(wěn)幅電路的另一種形式：將雙向穩(wěn)壓管接在負(fù)反饋回路中uoui0+UZ-UZ當(dāng)ui>0時(shí),uo=-UZ當(dāng)ui<0時(shí),uo=+UZ

第二十頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五二.遲滯比較器1.工作原理——兩個(gè)門(mén)限電壓。特點(diǎn):電路中使用正反饋——運(yùn)放工作在非線性區(qū)。（1）當(dāng)uo=+UZ時(shí)，（2）當(dāng)uo=-UZ時(shí)，UT+稱上門(mén)限電壓UT-稱下門(mén)限電壓UT+-UT-稱為回差電壓第二十一頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五遲滯比較器的電壓傳輸特性：uoui0+UZ-UZUT+UT-設(shè)ui

,當(dāng)ui=<UT-時(shí),

uo從-UZ+UZ這時(shí),uo=-UZ,u+=UT-設(shè)初始值:

uo=+UZ,

u+=UT+設(shè)ui,當(dāng)ui=>UT+時(shí),

uo從+UZ-UZ第二十二頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五例題：Rf=10k，R2=10k，UZ=6V，UREF=10V。當(dāng)輸入ui為如圖所示的波形時(shí)，畫(huà)出輸出uo的波形。上下限：uoui08V3V傳輸特性+6V-6V第二十三頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五3V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V3V傳輸特性+6V-6V第二十四頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五5.4集成運(yùn)放的應(yīng)用常識(shí)5.4.1運(yùn)算放大器的選擇運(yùn)算放大器的種類很多，在工作中需要按系統(tǒng)對(duì)電路的要求進(jìn)行選用。一般均選用通用型，其售價(jià)較低，且容易購(gòu)買(mǎi)。只有在有特殊需要時(shí)，才選用某種特殊型運(yùn)放。但并不是價(jià)格貴的就好，因?yàn)樘厥庑偷囊仓皇悄硯讉€(gè)技術(shù)指標(biāo)比較突出，但是這些指標(biāo)是以犧性另一些指標(biāo)為代價(jià)的。另外在選用時(shí)，需注意可靠性。如果工作中經(jīng)常有沖擊電壓或電流，則應(yīng)選用有過(guò)載保護(hù)型的，而且在容量方面要留有充分的余地。第二十五頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五5.4.2運(yùn)算放大器使用注意事項(xiàng)1.引腳排列第二十六頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.零點(diǎn)調(diào)整零點(diǎn)調(diào)整的常用方法是：將兩輸入端短路接地，利用外接調(diào)零電位器調(diào)整，使輸出電壓為0，具體的調(diào)零方法可參閱有關(guān)說(shuō)明書(shū)。第二十七頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.消除寄生振蕩集成運(yùn)算放大器開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)很大，容易引起振蕩，寄生振蕩頻率在幾十到幾百kHz范圍。為此，常要加阻容補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，具體參數(shù)和接法可查閱使用說(shuō)明書(shū)。合適的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)數(shù)值應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。第二十八頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.保護(hù)電路（1）電源極性的保護(hù)

電源極性保護(hù)

（2）輸入保護(hù)：

輸入保護(hù)電路

第二十九頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）輸出保護(hù)

輸出端過(guò)壓保護(hù)電路第三十頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五本章小結(jié)

（1）集成運(yùn)放有線性和非線性兩種工作狀態(tài)，相應(yīng)地就有兩類應(yīng)用：線性應(yīng)用和非線性應(yīng)用。（2）運(yùn)放工作在線性區(qū)的兩大特點(diǎn)，即un=up，ii=0是分析工作在線性區(qū)運(yùn)放電路的重要依據(jù)。（3）集成運(yùn)放的線性應(yīng)用有：組成放大電路、運(yùn)算電路等。為了工作在線性放大狀態(tài)，作為線性應(yīng)用的運(yùn)放必須引入深度負(fù)反饋，此時(shí)應(yīng)用虛短、虛斷和虛地等概念可使電路的分析大為簡(jiǎn)化。第三十一頁(yè)，共三十二頁(yè)，編輯于2023年，星期五（4）運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)是：u