第11章运算放大器.ppt

uo ∞ － + + △ C ui Rf u－ u+ R2 (四) 微分运算电路 i1 if + uC－ u－= u+ = 0 uC = ui if = i1 i1 = C duC dt if = －uo Rf uo =－Rf C dui dt 微分时间常数 ▲平衡电阻: R2 = Rf 0 ui t 0 uo t (b) 波形 图 微分运算电路及其阶跃响应波形 (a) 电路 Ui ［补充例题2］ 已知输入 ui 的波形如图所示，试画出输出 uo 的波形。设 5 Rf C＜tp 。 ［解］ uo =－Rf C dui dt t ui 0 +Ui tp t uo 0 t1 t2 uo ∞ － + + △ C ui Rf R2 (五) 积分运算 uo ∞ － + + △ C ui R1 u－ u+ R2 i1 if + uC－ u－ = u+ = 0 uC = u－－uo =－uo if = i1 i1 = ui R1 if = C duC dt =－C duo dt uo =－ ∫ui dt 1 R1C 积分时间常数 ▲平衡电阻: 0 ui t 0 uo t － Ui t 1 R1C －UOM R2 = R1 (b) 波形 图 微分运算电路及其阶跃响应波形 (a) 电路 Ui * 第 11 章 运算放大器 11.1 运算放大器概述 11.2 放大电路中的负反馈 11.3 运算放大器在信号运算方面的应用 11.4 运算放大器在信号处理方面的应用 11.5 运算放大器在波形产生方面的应用 11.6 注意问题 教 学 基 本 要 求 1. 了解集成运算放大器的基本组成和电压传输特性； 2. 理解反馈的概念，了解负反馈对放大电路性能的影响； 3. 理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法； 4. 理解基本运算电路的工作原理和分析方法； 5. 理解基本电压比较器的组成和电压传输特性； *6. 了解迟滞电压比较器的组成和电压传输特性； 7. 理解自励振荡的条件，了解用集成运算放大器组成的 RC 振荡电路的工作原理。 11.1 运算放大器概述 (一) 集成运算放大器的组成 输入级 中间级 输出级 输入端 输出端 图 11.1.1 集成运放的组成 ◆ 特点： ①多级直接耦合放大电路； ② 输入级采用差分放大电路，KCMRR 和 ri 很高； ③ 中间级采用多级共射电路，Au 很高； ④ 输出级采用互补对称功率放大电路，ro 很小，带负载能力很强。 返 回 下一节 上一页 下一页 图 11.1.2 集成运放的图形符号 反相输入端 同相输入端 输出端 uo u－ u+ － ud + Ao － + + ◆ 输入方式: ① 反相输入 ② 同相输入 ③ 差分输入 F007 8 1 7 2 3 4 5 6 100 dB 2 3 8 7 5 4 6 u－ u+ uo +UCC －UEE 图 11.1.3 F007 的外部接线和管脚图 (二) 电压传输特性 ud 0 uo +ε －ε 线性区 正饱和区 负饱和区 +UOM －UOM 当 －ε≤ud≤+ε 时： uo = Ao ud = Ao(u+－u－) 当 ud＞ (+ε) 时： uo = + UOM≈+UCC 当 ud＜ (－ε) 时： uo =－UOM≈－UEE （二）集成运算放大器的主要参数 运算放大器(简称运放)的特性参数是评价运放性能优劣的依据。 (1) 最大输出电压Uopp (2) 开环电压放大倍数Auo (3) 输入失调电压UIO (4) 输入失调电流IIO (5) 输入偏置电流IIB （6）共模输入电压范围Uicm 11.1.3 理想运算放大器及其分析 ◆ 理想运放的主要条件： (1) 开环放大倍数：Ao→∞ (2) 开环输入电阻：ri→∞ (3) 开环输出电阻：ro→0 (4) 共模抑制比：KCMRR→∞ O uo ud +UOM －UOM 图 10.4.1 理想运放的电压 传输特性 ◆ 传输特性： 当 u+ ＞u－时： uo = + UOM 当 u+＜u－时： uo =－UOM uo u－ u+ － ud + ∞ － + + △ 理想运放的图形符号 返 回 上一节 下一节 上一页 下一页 反馈电路 1 工作在线性区时，理想运放的分析方法： uo － ud + ∞ － + + △ 图 10.4.2 引入负反馈后的理想运放电路 (1) ∵ Ao→∞ ∴ uo Ao ud = = 0 即 u+ = u－ 虚短路 id (2) ∵