運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法課件

應(yīng)用電子系:電工電子運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法第8章集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器基本組成8.1集成運(yùn)算放大器的基本特性8.2放大電路中的負(fù)反饋8.3集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用8.4運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法教學(xué)目的要求了解差動(dòng)放大器，放大電路中的負(fù)反饋，理解集成運(yùn)放構(gòu)成及特點(diǎn)，理想運(yùn)放及其分析依據(jù)(理想化條件)，掌握運(yùn)放應(yīng)用電路:比例放大、加減法，微積分運(yùn)算電路。集成運(yùn)算放大器運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法第一節(jié)集成運(yùn)算放大器基本組成1、集成運(yùn)算放大器基本組成2、差動(dòng)放大電路結(jié)構(gòu)、零點(diǎn)漂移的概念運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法集成電路:將整個(gè)電路的各個(gè)元件做在同一個(gè)半導(dǎo)體基片上。集成電路的優(yōu)點(diǎn)：工作穩(wěn)定、使用方便、體積小、重量輕、功耗小。集成電路的分類(lèi)：模擬集成電路、數(shù)字集成電路；小、中、大、超大規(guī)模集成電路；

集成概念運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法集成運(yùn)放的組成集成運(yùn)算放大器實(shí)質(zhì)上是一種雙端輸入、單端輸出，具有高增益，高輸入阻抗、低輸出阻抗的多極直接耦合放大電路。當(dāng)給他施加不同的反饋網(wǎng)絡(luò)時(shí)，就能實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的多種數(shù)學(xué)運(yùn)算功能（如比例、求和、求差、積分、微分……），故被稱(chēng)為集成運(yùn)算放大電路，簡(jiǎn)稱(chēng)集成運(yùn)放。

運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法集成運(yùn)放內(nèi)部組成框圖圖8-1集成運(yùn)放內(nèi)部組成框圖運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法輸入級(jí)輸入級(jí)又稱(chēng)前置級(jí)，它往往是一個(gè)雙端輸入的高性能差分放大電路。一般要求其輸入電阻高，差模放大倍數(shù)大，抑制共模信號(hào)的能力強(qiáng)，靜態(tài)電流小。中間級(jí)中間級(jí)是整個(gè)放大電路的主要放大電路。其作用是使集成運(yùn)放具有較強(qiáng)的放大能力，多采用共射（或共源）放大電路。而且為了提高電壓放大倍數(shù)，經(jīng)常采用復(fù)合管做放大管，以恒流源作集電極負(fù)載。其電壓放大倍數(shù)可達(dá)千倍以上。運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法輸出級(jí)輸出級(jí)具有輸出電壓線性范圍寬，輸出電阻?。磶ж?fù)載能力強(qiáng)），非線性失真小等優(yōu)點(diǎn)。多采用互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)發(fā)射極輸出電路。偏置電路偏置電路用于設(shè)置集成運(yùn)放各級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。與分立元件不同，集成運(yùn)放多采用電流源電路為各級(jí)提供合適的集電極（或發(fā)射極、漏極）靜態(tài)工作電流，從而確定了合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法電路元件制作在一個(gè)芯片上，元件參數(shù)偏差方向一致，溫度均一性好。電阻元件由硅半導(dǎo)體構(gòu)成，范圍在幾十到20千歐，精度低。高阻值電阻用三極管有源元件代替或外接。幾十pF以下的小電容用PN結(jié)的結(jié)電容構(gòu)成、大電容要外接。二極管一般用三極管的發(fā)射結(jié)構(gòu)成。集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法反相輸入端同相輸入端

原理框圖UEE+UCC

u+uo

u–T3T4T5T1T2IS輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)與uo反相與uo同相運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法對(duì)輸入級(jí)的要求：盡量減小零點(diǎn)漂移,盡量提高KCMRR

,

輸入阻抗ri盡可能大。對(duì)中間級(jí)的要求：足夠大的電壓放大倍數(shù)。對(duì)輸出級(jí)的要求：主要提高帶負(fù)載能力，給出足夠的輸出電流io。即輸出阻抗ro小。運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)采用四級(jí)以上的多級(jí)放大器，輸入級(jí)和第二級(jí)一般采用差動(dòng)放大器。輸入級(jí)常采用復(fù)合三極管或場(chǎng)效應(yīng)管，以減小輸入電流，增加輸入電阻。輸出級(jí)采用互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)式射極跟隨器，以進(jìn)行功率放大，提高帶負(fù)載的能力。運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法零點(diǎn)漂移圖8-２直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移

當(dāng)放大器的環(huán)境溫度或電源電壓發(fā)生變化時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)也要隨之發(fā)生變化，即使在輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出端也會(huì)出現(xiàn)緩慢的不規(guī)則變動(dòng)，如圖8－２所示，這種現(xiàn)象稱(chēng)之為“零點(diǎn)漂移”。

運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的原因產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的原因很多，如溫度的變化（包括環(huán)境溫度的變化及三級(jí)管工作時(shí)由于管耗引起的結(jié)溫變化），電源電壓的波動(dòng)以及電路元件以及電路元件參數(shù)的變化等，都會(huì)引起放大電路的零點(diǎn)漂移。其中又以溫度的變化使三級(jí)管參數(shù)隨之變化引起的漂移最為嚴(yán)重。當(dāng)溫度上升時(shí)，將引起ICBO及β增大，Ube減小。從而使靜態(tài)工作點(diǎn)Q上移，集電極電流IC增加，產(chǎn)生零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法基本差分式放大電路基本差分式放大電路如圖8-3所示。圖8-3基本差分式放大電路

運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法工作原理①靜態(tài)分析

UO=UC1-UC2=0

②動(dòng)態(tài)分析抑制零點(diǎn)漂移的原理

由于差分放大電路與普通的單端輸入、單端輸出的放大電路不同，其輸入、輸出都可能是雙端，為了更好的分析差分放大電路的特性，我們定義差分放大電路的輸入信號(hào)為兩種形式：差模信號(hào)和共模信號(hào)。

運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法所謂差模信號(hào)，是指兩個(gè)輸入信號(hào)之差，用uId表示

它在差分放大管T1、T2的基極接入的是幅值相等、相位相反的一對(duì)信號(hào)，即uI1=-uI2所謂共模信號(hào)，是指兩個(gè)輸入信號(hào)的算術(shù)平均值，用uIC表示

它在差分放大管T1、T2的基極接入的是幅值相等，相位相同的一對(duì)信號(hào)。即uI1=uI2。當(dāng)輸入共模信號(hào)時(shí)：uI1=uI2，理想雙端輸出時(shí)差分放大電路的輸出電壓uOC=Au（uI1-uI2）=0。可見(jiàn)，差分放大電路能抑制共模信號(hào)輸出。

運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法

抑制零漂的原理uo=UC1-UC2

=0當(dāng)ui1

=

ui2=0

時(shí)：uo=(UC1+

uC1

)-(UC2+

uC2)=0當(dāng)溫度變化時(shí)：+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法主要技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算差模電壓放大倍數(shù)雙端輸入，雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù)在圖8-3所示的電路的交流通路如圖4-4所示。圖8-4基本差分式放大電路的交流通路

運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法當(dāng)集電極C1、C2兩點(diǎn)間接入負(fù)載電阻RL時(shí)

其中

雙端輸入，單端輸出的差模電壓放大倍數(shù)

如輸出電壓取自其中一管的集電極（uo1或uo2），則稱(chēng)為有單端輸出，此時(shí)由于只取一管的集電極電壓變化量，所以這時(shí)的電壓放大倍數(shù)只有雙端輸出時(shí)的一半，即運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法差模輸入電阻和輸出電阻根據(jù)輸入、輸出電阻的定義，從圖8-4可以看出單端輸出時(shí)，差模輸出電阻為共模抑制比共模抑制比定義為差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比的絕對(duì)值，即

差模電壓放大倍數(shù)越大，共模電壓放大倍數(shù)越小，則共模抑制能力越強(qiáng)，放大電路的性能越優(yōu)良，因此希望KCMR值越大越好。共模抑制比有時(shí)也用分貝（dB）數(shù)來(lái)表示：

運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法

輸入信號(hào)分類(lèi)差模(differentialmode)輸入ui1=-ui2=ud共模(commonmode)輸入ui1

=ui2=uC任意輸入的信號(hào)ui1,

ui2，都可分解成差模分量和共模分量。比較輸入運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法ui1

=uC

+

ud

；ui2=uC-

ud例:ui1=20mV,ui2=10mV則：ud=5mV,uc=15mV差模分量:共模分量:ui1

=15mV

+5mV

；ui2=15mV-5mV運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法

共模電壓放大倍數(shù)AC+UCCuoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2共模輸入信號(hào)：ui1=ui2=uC

（大小相等，極性相同）理想情況：ui1=ui2

uC1=uC2

uo=0共模電壓放大倍數(shù)：（很小，<1)但因兩側(cè)不完全對(duì)稱(chēng)，uo

0運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法

差模電壓放大倍數(shù)Ad差模輸入信號(hào)：

ui1=-ui2=ud

（大小相等，極性相反）(很大，>1)設(shè)uC1=UC1+

uC1

，uC2=UC2+

uC2

。因ui1=-ui2，

uC1=-

uC2

uo=uC1-uC2=

uC1-

uC2=2

uC1

差模電壓放大倍數(shù)：uoui1RCR1T1RBRCR1T2RBui2+UCC運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法共模抑制比(CMRR)的定義例:

Ad=-200

Ac=0.1KCMRR=20lg(-200)/0.1=66dBCMRR—CommonModeRejectionRatio

KCMRR=KCMRR

(dB)=(分貝)運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法差放電路的幾種接法輸入端接法雙端單端輸出端接法雙端單端uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2RE–UEE運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法雙端輸出：Ad

=Ad1單端輸出：對(duì)Ad而言，雙端輸入與單端輸入效果是一樣的。ud

=0.5ui,uc

=0雙端輸入：ui1=-ui2=0.5uiud

=0.5ui,uc

=0.5ui單端輸入：ui1=-ui

，ui2=0雙(單)端輸入雙端輸出：Ad

=Ad1雙(單)端輸入單端輸出：運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法第二節(jié)集成運(yùn)算放大器的基本特性1、運(yùn)算放大器的符號(hào)2、運(yùn)算放大器的主要參數(shù)3、理想運(yùn)算放大器特性運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法運(yùn)算放大器的符號(hào)－＋＋

u－

u+

uo

Auo＋－u－u+uo運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法集成運(yùn)放的主要參數(shù)傳輸特性參數(shù)

開(kāi)環(huán)差模增益Aud在集成運(yùn)放無(wú)外加反饋時(shí)的直流差模放大倍數(shù)稱(chēng)為開(kāi)環(huán)差模增益共模抑制比KCMR共模抑制比等于差模放大倍數(shù)與共模放大倍數(shù)之比的絕對(duì)值差模輸入電阻Rid集成運(yùn)放在輸入差模信號(hào)時(shí)的輸入電阻。輸出電阻Ro集成運(yùn)放開(kāi)環(huán)狀態(tài)下的輸出電阻。運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法直流參數(shù)輸入失調(diào)電壓UIO及其溫漂dUIO/dT理想集成運(yùn)放，當(dāng)輸入為零時(shí)，輸出也為零。但實(shí)際集成運(yùn)放的差分輸入級(jí)不易做到完全對(duì)稱(chēng)，在輸入為零時(shí)，輸出電壓可能不為零。為使其輸出為零，人為的在輸入端加一補(bǔ)償電壓，稱(chēng)此補(bǔ)償電壓為輸入失調(diào)電壓，用UIO表示輸入失調(diào)電流IIO及其溫漂dIIO/dT集成運(yùn)放在常溫下，當(dāng)輸出電壓為零時(shí)，兩輸入端的靜態(tài)電流之差，稱(chēng)為輸入失調(diào)電流，用IIO表示，輸出信號(hào)的響應(yīng)參數(shù)

運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法

ri

大:幾十k

幾百k

運(yùn)放的特點(diǎn)KCMRR很大

ro

?。簬资?/p>

幾百

Auo很大:104

107理想運(yùn)放：

ri

KCMRR

ro

0Auo

運(yùn)放符號(hào)：＋－u－u+uo－＋＋

u－

u+

uo

Auo理想運(yùn)算放大器特性運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法uiuo+UOM-UOM

Auo越大，運(yùn)放的線性范圍越小，必須在輸出與輸入之間加負(fù)反饋才能使其擴(kuò)大輸入信號(hào)的線性范圍。uiuo_+

+Auo例：若UOM=12V，Auo=106，則|ui|<12

V時(shí)，運(yùn)放處于線性區(qū)。線性放大區(qū)運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法由于運(yùn)放的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻高，輸出電阻小，在分析時(shí)常將其理想化，稱(chēng)其所謂的理想運(yùn)放。理想運(yùn)放的條件虛短路放大倍數(shù)與負(fù)載無(wú)關(guān)。分析多個(gè)運(yùn)放級(jí)聯(lián)組合的線性電路時(shí)可以分別對(duì)每個(gè)運(yùn)放進(jìn)行。虛開(kāi)路運(yùn)放工作在線性區(qū)的特點(diǎn)運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法第三節(jié)放大電路中的負(fù)反饋1、負(fù)反饋概念2、負(fù)反饋的類(lèi)型運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法凡是將放大電路輸出端的信號(hào)（電壓或電流）的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號(hào)迭加，就稱(chēng)為反饋。若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱(chēng)為負(fù)反饋。若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱(chēng)為正反饋。這里所說(shuō)的信號(hào)一般是指交流信號(hào)，所以判斷正負(fù)反饋，就要判斷反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的相位關(guān)系，同相是正反饋，反相是負(fù)反饋。負(fù)反饋的概念運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法放大器輸出輸入取+加強(qiáng)輸入信號(hào)正反饋用于振蕩器取-削弱輸入信號(hào)負(fù)反饋用于放大器開(kāi)環(huán)閉環(huán)反饋網(wǎng)絡(luò)±疊加反饋信號(hào)實(shí)際被放大信號(hào)反饋框圖運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法判斷負(fù)反饋的方法——瞬時(shí)極性法假設(shè)輸出端信號(hào)有一定極性的瞬時(shí)變化，依次經(jīng)過(guò)反饋、比較、放大后，再回到輸出端，若輸出信號(hào)與原輸出信號(hào)的變化極性相反，則為負(fù)反饋。反之為正反饋判斷負(fù)反饋的方法運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法例：判斷Rf是否負(fù)反饋是負(fù)反饋+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif

運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法例：判斷Rf是否負(fù)反饋uC1uB2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2

是反饋運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法負(fù)反饋交流反饋直流反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)負(fù)反饋的類(lèi)型運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法是否負(fù)反饋？是負(fù)反饋！那么是何種類(lèi)型的負(fù)反饋？（判斷反饋的組態(tài)）找出反饋網(wǎng)絡(luò)（電阻）。是交流反饋還是直流反饋？負(fù)反饋的分析步驟運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法交流反饋：反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用。直流反饋：反饋只對(duì)直流信號(hào)起作用。若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，則可以隔斷直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容，可以使其只對(duì)直流起作用。有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用；有的反饋只對(duì)直流信號(hào)起作用；有的反饋對(duì)交、直流信號(hào)均起作用。交流反饋與直流反饋運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法增加隔直電容C后，Rf只對(duì)交流起反饋?zhàn)饔?。注：本電路中C1、C2也起到隔直作用。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1C運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法增加旁路電容C后，RE1只對(duì)直流起反饋?zhàn)饔?。C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法電壓反饋：反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào)。電流反饋：反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào)。電壓負(fù)反饋：可以穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻。電流負(fù)反饋：可以穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻。根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。電壓反饋和電流反饋運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法RLuoRLuo電壓反饋采樣的兩種形式：采樣電阻運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法電流反饋采樣的兩種形式：RLioiERLioiERf采樣電阻運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋電壓信號(hào)與輸入信號(hào)電壓比較。并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)電流與輸入信號(hào)電流比較。串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大；并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法iifibib=i-if并聯(lián)反饋ufuiubeube=ui-uf串聯(lián)反饋運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法電壓反饋與電流反饋判別方法：電壓反饋一般從后級(jí)放大器的集電極采樣。電流反饋一般從后級(jí)放大器的發(fā)射極采樣。并聯(lián)反饋與串聯(lián)反饋判別方法：并聯(lián)反饋的反饋信號(hào)接于晶體管基極。串聯(lián)反饋的反饋信號(hào)接于晶體管發(fā)射極?？偨Y(jié)運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法例：判斷反饋的類(lèi)型+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋并聯(lián)反饋此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法例：判斷反饋的類(lèi)型電流反饋并聯(lián)反饋uC1uB2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2此電路是電流并聯(lián)負(fù)反饋運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法i1idif并聯(lián)電壓負(fù)反饋uoRF_+

+

R1R2ui+-RL+-削弱凈輸入為負(fù)反饋反饋取自輸出電壓,為電壓反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入端以電流的形式做比較,為并聯(lián)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋

負(fù)反饋的類(lèi)型運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法串聯(lián)電壓負(fù)反饋削弱凈輸入為負(fù)反饋反饋取自輸出電壓,為電壓反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入端以電壓的形式做比較,為串聯(lián)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋uoRF_+

+

R1R2ui+-RL+-i1ifud-+uf-+

運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法串聯(lián)電流負(fù)反饋為負(fù)反饋反饋取自輸出電流為電流反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入端以電壓的形式做比較為串聯(lián)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋uo_+

+

R2ui+-RL+-ioud-+uf-+RF

運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法并聯(lián)電流負(fù)反饋為負(fù)反饋反饋取自輸出電流,為電流反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入端以電流的形式做比較,為并聯(lián)反饋RFuo+-RLR_+

+

R1R2ui+-ioi1idifiR電流并聯(lián)負(fù)反饋

運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)：放大：反饋：疊加：基本放大電路Ao反饋回路F

+–輸出信號(hào)輸入信號(hào)反饋信號(hào)差值信號(hào)對(duì)放大倍數(shù)的影響負(fù)反饋對(duì)放大電路工作性能的影響運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法基本放大電路Ao反饋回路F

+–——開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)——閉環(huán)放大倍數(shù)——反饋系數(shù)運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系：基本放大電路Ao反饋回路F

+–反饋深度定義：運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法同相，所以則有：負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。引入負(fù)反饋使電路的穩(wěn)定性提高。中，若稱(chēng)為深度負(fù)反饋，此時(shí)在深度負(fù)反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法改善波形的失真Aouiuo加反饋前加反饋后ufuiudAoF+–

改善uouo運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法對(duì)輸入、輸出電阻的影響串聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻增加：并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻減小：例如:射極輸出器理解：串聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了一個(gè)電阻，故輸入電阻增加。理解：并聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了一條支路，故輸入電阻減小。運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻減?。豪?射極輸出器理解：電壓負(fù)反饋目的是阻止

uo的變化，穩(wěn)定輸出電壓。放大電路等效右圖框中為電壓源：輸出電阻越小，輸出電壓越穩(wěn)定。roesouoRL運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法理解：電流負(fù)反饋目的是阻止

io的變化，穩(wěn)定輸出電流。放大電路等效為右圖框中電流源：輸出電阻越大，輸出電流越穩(wěn)定。電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻增加：roisoioRL運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法第四節(jié)集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用1、反相輸入比例運(yùn)算電路2、同相輸入比例運(yùn)算電路3、加法運(yùn)算電路4、減法運(yùn)算電路5、積分法運(yùn)算電路6、微分法運(yùn)算電路運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法運(yùn)放線性應(yīng)用虛擬短路虛擬斷路放大倍數(shù)與負(fù)載無(wú)關(guān)，可以分開(kāi)分析。u+uo_+

+

u–Ii信號(hào)的放大、運(yùn)算有源濾波電路運(yùn)放線性應(yīng)用運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法作用：將信號(hào)按比例放大。類(lèi)型：同相比例放大和反相比例放大。方法：引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)負(fù)反饋。這樣輸出電壓與運(yùn)放的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)無(wú)關(guān)，與輸入電壓和反饋系數(shù)有關(guān)。比例運(yùn)算電路運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法i1=i2uo_+

+

R2R1RPuii1i2虛短路虛開(kāi)路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：負(fù)反饋引到反相輸入端，信號(hào)從反相端輸入。反相輸入運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法平衡電阻，使輸入端對(duì)地的靜態(tài)電阻相等，保證靜態(tài)時(shí)輸入級(jí)的對(duì)稱(chēng)性。RP=R1

//R2uo_+

+

R2R1RPuii1i2運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法電位為0，虛地_+

+

R2R1RPuii1i2反饋方式電壓并聯(lián)負(fù)反饋輸出電阻很?。∵\(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法_+

+

R2R1RPuiuou-=u+=ui反饋方式：電壓串聯(lián)負(fù)反饋。輸入電阻高虛短路虛開(kāi)路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：負(fù)反饋引到反相輸入端，信號(hào)從同相端輸入。同相輸入運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法_+

+

uiuo此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，在電路中作用與分離元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輸出電壓全部引到反相輸入端，信號(hào)從同相端輸入。電壓跟隨器是同相比例運(yùn)算放大器的特例。電壓跟隨器運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法作用：將若干個(gè)輸入信號(hào)之和按比例放大。類(lèi)型：同相求和和反相求和。方法：引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)負(fù)反饋。這樣輸出電壓與運(yùn)放的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)無(wú)關(guān)，與輸入電壓和反饋系數(shù)有關(guān)。加法運(yùn)算運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法R12_++

R2R11ui2uoRPui1反相求和運(yùn)算運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法i12iFi11R12_++

R2R11ui2uoRPui1調(diào)節(jié)反相求和電路的某一路信號(hào)的輸入電阻，不影響輸入電壓和輸出電壓的比例關(guān)系，調(diào)節(jié)方便。運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法-R1RF++ui1uoR21R22ui2同相求和運(yùn)算運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法此電路如果以u(píng)+為輸入，則輸出為：-R1RF++ui1uoR21R22ui2u+與

ui1

和ui2的關(guān)系如何？注意：同相求和電路的各輸入信號(hào)的放大倍數(shù)互相影響，不能單獨(dú)調(diào)整。流入運(yùn)放輸入端的電流為0（虛開(kāi)路）運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法-R1RF++ui1uoR21R22ui2R′左圖也是同相求和運(yùn)算電路，如何求同相輸入端的電位？運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法_+

+

RFR1R2ui2uoR3ui1解出：減法運(yùn)算運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法用疊加原理求解：_+

+

R2R1R1ui2uoR2ui1運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法i1iFtui0tuo0輸入方波，輸出是三角波。ui-++RR2Cuo應(yīng)用舉例1：積分運(yùn)算運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法tui0tuo0U-UomTM積分時(shí)限應(yīng)用舉例2：如果積分器從某一時(shí)刻輸入一直流電壓，輸出將反向積分，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后輸出飽和。運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法積分電路的主要用途：在電子開(kāi)關(guān)中用于延遲。波形變換。例：將方波變?yōu)槿遣ā/D轉(zhuǎn)換中，將電壓量變?yōu)闀r(shí)間量。移相。運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法u–=u+=0uit0t0uoui–++uoRR2i1iFC若輸入：則：微分運(yùn)算運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用濾波電路的分類(lèi)按信號(hào)性質(zhì)分類(lèi)按電路功能分類(lèi):

低通濾波器；高通濾波器；帶通濾波器；帶阻濾波器按所用元件分類(lèi)模擬濾波器和數(shù)字濾波器無(wú)源濾波器和有源濾波器按階數(shù)分類(lèi):

一階，二階…

高階運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法有源濾波器的優(yōu)點(diǎn)：不使用電感元件，體積小重量輕。有源濾波電路中可加電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使輸入電阻高、輸出電阻低，輸入輸出之間具有良好的隔離。只需把幾個(gè)低階濾波電路串起來(lái)就可構(gòu)成高階濾波電路，無(wú)需考慮級(jí)間影響。除濾波外，還可放大信號(hào)，放大倍數(shù)容易調(diào)節(jié)。運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法有源低通濾波器RR1RFC+-+運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法幅頻特性：相頻特性：運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法電路的特點(diǎn)：

=

o時(shí)

=0

時(shí)時(shí)運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法有源高通濾波器R1RF+-+高通濾波器R運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法幅頻特性：0

o運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法

=

o

=0

運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法電路中的運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。++Auo

uo

運(yùn)放電路中沒(méi)有負(fù)反饋，運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。電壓比較器運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法uoui0+Uom-UomUR傳輸特性UR：參考電壓ui：被比較信號(hào)

++uouiUR–特點(diǎn)：運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)。當(dāng)ui>UR時(shí),uo=+Uom當(dāng)ui<UR時(shí),uo=-Uom

ui從同相端輸入運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法uoui0++uouiUR+Uom-UomUR當(dāng)ui<UR時(shí),uo=+Uom當(dāng)ui>UR時(shí),uo=-Uom

ui從反相端輸入運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法uoui0+UOM-UOM++uoui過(guò)零比較器:(UR=0時(shí))++uouiuoui0+UOM-UOM運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法++uouitui例：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲?。uot+Uom-Uom運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法++uiuoui0+UZ-UZ電路改進(jìn)：用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓。++uiuo

UZRR′uo

UZ電壓比較器的另一種形式

——將雙向穩(wěn)壓管接在負(fù)反饋回路上運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法分析1.因?yàn)橛姓答仯暂敵鲲柡汀?.當(dāng)uo正飽和時(shí)(uo=+UOM)

：U+3.當(dāng)uo負(fù)飽和時(shí)(uo=–UOM)：－++uoRR2R1ui參考電壓由輸出電壓決定特點(diǎn)：電路中使用正反饋，運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。遲滯比較器運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法分別稱(chēng)UH和UL上下門(mén)限電壓。稱(chēng)(UH-UL)為回差。當(dāng)ui增加到UH時(shí)，輸出由Uom跳變到-Uom；－++uoRR2R1ui當(dāng)ui

減小到UL時(shí)，輸出由-Uom跳變到Uom

。傳輸特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干擾不會(huì)引起跳轉(zhuǎn)。跳轉(zhuǎn)時(shí)，正反饋加速跳轉(zhuǎn)。運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法tuiUom-UomtuiUHUL例：遲滯比較器的輸入為正弦波時(shí)，畫(huà)出輸出的波形。－++uoRR2R1ui運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法電路結(jié)構(gòu)上下限:矩形波發(fā)生器運(yùn)算放大器在波形產(chǎn)生方面的應(yīng)用u+￡-A?T+-u+u1RfRZRZDORCuC運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法工作原理：設(shè)uo

=

+UZ,

此時(shí)，uO給C充電,uc

，則：u+=UT+一旦uc>UT+

,就有u->u+,uo

立即由＋UZ變成－UZ

。在uc<UT+

時(shí)，u-

<u+,

設(shè)uC初始值uC(0+)=0uo保持+UZ不變0tuo+UZ-UZucUT+0t+UZu+￡-A?T+-u+u1RfRZRZDORCuC運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法此時(shí)，C向uO放電,再反向充電當(dāng)uo

=

-UZ時(shí)，u+=UT-uc達(dá)到UT-時(shí)，uo上跳。當(dāng)uo

重新回到＋UZ

后，電路又進(jìn)入另一個(gè)周期性的變化。UT+uctUT--UZu+￡-A?T+-u+u1RfRZRZDORCuC運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法完整的波形：0UT+uctUT-+UZuo0t

-UZTu+￡-A?T+-u+u1RfRZRZDORCuC運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法三角波發(fā)生器工作原理：若uo1=+UZ，uo2↓，u+↓。當(dāng)u+≤0時(shí)，uo1翻轉(zhuǎn)為-UZ。若uo1=-UZ，uo2↑，u+↑

。當(dāng)u+≥0時(shí)，uo1翻轉(zhuǎn)為+UZ。u+R+A1+￡-RZ-2ZDu?T4Ro2￡-+?T+R1R35RCuuo1A2運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法波形圖振蕩周期：0UT+uo2tUT-+UZuo10t

-UZTuR-+Z+uRR?T+12A1u￡-4R+CA2RZ?TD5+uo1￡-o2運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法解：根據(jù)反饋到輸入端的信號(hào)是交流還是直流還是同時(shí)存在，來(lái)進(jìn)行判別。例1：判斷下圖中有哪些反饋回路，是交流反饋還是直流反饋。

注意電容的“隔直通交”作用！交、直流反饋交流反饋uu￡-+1A+?TRfRoiC22R1C例題運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法本級(jí)反饋——反饋只存在于某一級(jí)放大器中級(jí)間反饋——反饋存在于兩級(jí)以上的放大器中例2：判斷下圖中的本級(jí)反饋與級(jí)間反饋級(jí)間反饋本級(jí)反饋本級(jí)反饋VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法電流并聯(lián)負(fù)反饋例3：判斷以下各圖的反饋類(lèi)型電流并聯(lián)負(fù)反饋u-uR+1f?T￡--ofo+LiRRRi++idAiiiRc1c2R+Vc2i-ROsR-ff12++uTisRRTiCCibiuLe2運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋+TLR-cui-b+iCC+sRi+VOuu-ssRRffi+_+V-+cciuuO1RR23RR4R56R運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法電壓串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋u-uR+1f?T￡--o+LRR++iA+-du+-fuoiVVA+++￡-?T+?T2A1￡-uiOu1RR2R3R45RR6運(yùn)放的常見(jiàn)應(yīng)用方法電流并聯(lián)負(fù)反饋引入電流負(fù)反饋的目的——穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定過(guò)程：RL

io(ic2)