集成運(yùn)算放大器在信號處理方面的應(yīng)用

《模擬電路》精品課程課件第7章集成運(yùn)算放大器在信號處理方面的應(yīng)用§7.1有源濾波電路§7.2集成運(yùn)放在使用中的一些問題§7.1有源濾波電路學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.熟悉有源濾波器類型、用途、工作原理和輸出與輸入的關(guān)系

2.集成運(yùn)放在使用中的一些問題

學(xué)習(xí)重點(diǎn)：有源濾波器的分析

第7章集成運(yùn)算放大器在信號處理方面的應(yīng)用§7.1有源濾波電路一、基本概念1.濾波器：選出所需要的頻率范圍內(nèi)的信號，使其順利過；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。2.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(fù)載能力較差，這是因?yàn)闊o源濾波器與負(fù)載間沒有隔離，當(dāng)在輸出端接上負(fù)載時，負(fù)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。3.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(fù)反饋的集成運(yùn)算放大器。由于集成運(yùn)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。二、一階低通濾波電路（LPF）

§7.1有源濾波電路§7.1有源濾波電路式中為通頻帶放大倍數(shù)，稱為截止角頻率。電壓放大倍數(shù)的幅頻特性為：截止角頻率：三、二階低通濾波電路§7.1有源濾波電路

一階有源低通濾波器的幅頻特性與理想特性相差較大，濾波效果不夠理想，采用二階或高階有源濾波器可明顯改善濾波效果。圖示為用二級RC低通濾波電路串聯(lián)后接入集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的二階低通有源濾波器及其幅頻特性。二階低通有源濾波器及其幅頻特性高通濾波器和低通濾波器一樣，有一階和高階濾波器。將低通濾波器中的電阻R和電容C對調(diào)即成為高通濾波器。返回§7.2集成運(yùn)放在使用中的一些問題學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解集成運(yùn)放注意的問題

2.熟悉調(diào)試過程中應(yīng)注意到的問題學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1.掌握集成運(yùn)放的消振和調(diào)零

2.熟悉集成運(yùn)放外接電阻的選取第7章集成運(yùn)算放大器在信號處理方面的應(yīng)用一、合理選用集成運(yùn)放型號§7.2集成運(yùn)放在使用中的一些問題根據(jù)使用性能選用，選型時除了滿足主要技術(shù)性能以外，還應(yīng)考慮必要的經(jīng)濟(jì)性。一般指標(biāo)性能高的運(yùn)放，價格也相應(yīng)較高。故無特殊要求的場合，可選用通用型、多運(yùn)放型運(yùn)放。

二、在使用集成運(yùn)放時應(yīng)了解引腳的功能目前運(yùn)放類型很多，而每一種集成運(yùn)放的管腳數(shù)，每一管腳的功能和作用均不相同。因此在使用前必須充分查閱該型號器件的資料，以了解其指標(biāo)參數(shù)和使用方法。

三、集成運(yùn)放的消振和調(diào)零§7.2集成運(yùn)放在使用中的一些問題1.關(guān)于自激振蕩的消除目前大多數(shù)集成運(yùn)放內(nèi)部電路已設(shè)置消振措施的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。但還有一些運(yùn)放還需外接消振的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)消振后，才能使用。2.電路的調(diào)零集成運(yùn)放電路在使用時，要求零輸入時為零輸出。為此除了要求運(yùn)放的同相和反相兩輸入端的外接直流通路等效電阻保持平衡之外，還再采用調(diào)零電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)?！?.2集成運(yùn)放在使用中的一些問題四、集成運(yùn)放的保護(hù)措施1.電源端保護(hù)為了防止電源極性接反，引起器件損壞，可利用二極管的單向?qū)щ娦?，在電源連接線中串接二極管來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。集成運(yùn)放由于電源電壓極性接反或電源電壓突變、輸入信號電壓過大、輸出端負(fù)載短路、過載或碰到外部高壓造成電流過大等，都能引起器件損壞。因此，必須在電路中加保護(hù)措施。2.輸入保護(hù)當(dāng)運(yùn)放的差模或共模輸入信號電壓過大時，會引起運(yùn)放輸入級的損壞。另外，當(dāng)運(yùn)放受到強(qiáng)的干擾信號或同相輸入電路應(yīng)用時，會產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，為此，可在運(yùn)放輸入端加限幅保護(hù)。§7.2集成運(yùn)放在使用中的一些問題3.輸出保護(hù)

一般對輸出端為防止觸及外部高壓引起過流或擊穿的保護(hù)，可在輸出端采用穩(wěn)壓管限幅保護(hù)電路。集成運(yùn)放的輸出端是絕對不允許短路，否則使器件損壞。五、輸出電流及輸出功率的擴(kuò)展

為了獲得較大的輸出電流或輸出功率，除了采用大電流、大功率的專用型運(yùn)放以外，對一般運(yùn)放在輸出端外接BJT組成的電壓跟隨器或外接互補(bǔ)型功率放大電路。六、集成運(yùn)放電路在調(diào)試過程應(yīng)注意的問題

在調(diào)試過程中處理不當(dāng)，極易損壞運(yùn)放器件，下列問題應(yīng)引起注意。

§7.2集成運(yùn)放在使用中的一些問題1.電極接地端子應(yīng)有良好接地在采用穩(wěn)壓電源電壓調(diào)試時，由于一組直流電源有+、-、⊥三個接線端子，當(dāng)采用正電源時，若將“-”和“⊥”端子相連作為負(fù)端，則接地端與機(jī)殼相連，如與大地接觸不良，將會引入較大交流電壓干擾，使運(yùn)放損壞。因此，可將接地端子脫開，將“-”端連于電路“⊥”端，避免器件損壞。2.應(yīng)在切斷電源情況下更換元器件在運(yùn)放接通電源時，更換元器件，易使運(yùn)放器件工作不正常而損壞。3.在加信號前應(yīng)先進(jìn)行消振和調(diào)零。若器件內(nèi)部有償網(wǎng)絡(luò)，不需再消振。4.當(dāng)輸出端信號出現(xiàn)干擾時，應(yīng)采用抗干擾措施或加有源濾波消除。返回小結(jié)1.理想濾波器的基本概念以及原理。2.一階低通濾波器電路的基本結(jié)構(gòu)以及特性，二階低通濾波電路的基本結(jié)構(gòu)和特性。第7章集成運(yùn)算放大器在信號處理方面的應(yīng)用3.集成運(yùn)放注意的問題，集成運(yùn)放的消振和調(diào)零。4.集成運(yùn)放的保護(hù)措施。5.集成運(yùn)放電路外接電阻的選取以及調(diào)試過程中應(yīng)注意到的問題。思考題2.