6集成电路运算放大器 6集成电路运算放大器中的电流源 62差分式放大电路 63集成电路运算放大器 64集成电路运算放大器的主要参数 6.5专用型集成电路运算放大器 6.6放大电路中的噪声与干扰
1 6.2 差分式放大电路 6 集成电路运算放大器 6.1 集成电路运算放大器中的电流源 6.3 集成电路运算放大器 6.4 集成电路运算放大器的主要参数 6.5 专用型集成电路运算放大器 6.6 放大电路中的噪声与干扰 * *
多级放大电路 R R Avo2v2 Vo2 V3 Rs 输入级一R1↑中间放大级—个输出级一R。↓ 共集、共射 共射、共基 共集 R个/2个信号直接耦合 R特别小 相减 零漂 第4章 第62节 第61节 第5章 场效应管差分放大电路电流源 功率放大电路 第8、9、10章 性能 第6章 运算放大器应用 集成运算放大器一海 第7章 反馈技术、方法 各种功能电路 CK NEX 2
2 多级放大电路 + – Vo RL R Io s Ii + – Vs + – Vi – Vi1 + – Vo1 + 放大电路 – Vi2 + – Vo2 + 放大电路 – Vi3 + – Vo3 + 放大电路 – Vi1 + Ro1 – Vo1 + – + Ri1 AVO1Vi1 – Vi2 + Ro2 – Vo2 + – + Ri2 AVO2Vi2 – Vi3 + Ro3 – Vo3 + – + Ri3 AVO3Vi3 输入级—Ri 中间放大级—AV 输出级—Ro 共集、共射 共射、共基 共集 第4章 场效应管 第6.2节 差分放大电路 2个信号 相减 第5章 功率放大电路 直接耦合 零漂 Ri RL特别小 第6.1节 电流源 第6章 集成运算放大器 性能 改善 第7章 反馈技术、方法 第8、9、10章 运算放大器应用 各种功能电路
6.2差分式放大电路 62.0概述 直接耦合放大电路的零点漂移问题 差分的基本概念 621基本差分式放大电路 电路组成及工作原理·抑制零点漂移原理 主要指标分析计算·几种方式指标比较 26.22FET差分式放大电路 623差分式放大电路的传输特性 (HOME CK NEX 3
3 6.2 差分式放大电路 直接耦合放大电路的零点漂移问题 6.2.0 概述 差分的基本概念 电路组成及工作原理 抑制零点漂移原理 6.2.1 基本差分式放大电路 6.2.2 FET差分式放大电路 6.2.3 差分式放大电路的传输特性 主要指标分析计算 几种方式指标比较 * *
620述1.直接耦合放电源电压波动也是原因之 ●直接耦合放大电路 tVcc 没有电容、变压器 R 可以放大直流信号 T T3 v;=0→v=6V T v;=0.1mⅤ→v=7v △p R Re Av△v; 0=104 零点漂移问题 #集成运算放大器要采用直接耦合? 零漂:输入短路时,输出 仍有缓慢变化的电压产生。 主要原因:温度变化引起,也称温漂。 温漂指标:温度每升高1度时,输出漂移电压按电压增益 折算到输入端的等效输入漂移电压值 HOME CK NEX 4
4 1. 直接耦合放大电路的零点漂移问题 6.2.0 概述 直接耦合放大电路 零点漂移问题 可以放大直流信号 vi 0 vo 6V vi 0.1mV vo 7V 4 i o 10 v v AV # 集成运算放大器要采用直接耦合？ 零漂：输 入 短 路 时 ， 输 出 仍有缓慢变化的电压产生。 主要原因： 温度变化引起，也称温漂。 温漂指标： 温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益 折算到输入端的等效输入漂移电压值。 电源电压波动也是原因之一 没有电容、变压器
厚考题 电压增益 输出漂移电压 输入端漂移电 均为200mV 压为02mV 10 输入端漂移电 压为0.002mV 105 V: A 2 两个放大电路是否都可以放大01mV的信号? 答:A1不可以,A2可以 (HOME CK NEX 5
5 A1 vi vo 10 3 A2 vi vo 10 5 答： 两个放大电路是否都可以放大0.1mV的信号？ 电增压加增了益Re 输出漂移电压 均为 200 mV 输出漂移电压 输入端漂移电 均为 200 mV 压为 0.2 mV 输入端漂移电 压为 0.002 mV A1不可以， A2可以
例如 漂移 漂移 10mV+100uV 1 V+10 mV CC 假设A=100 R A2=100,A3=1。 T2 若第一级漂了100uV, 则输出漂移1V R c2 若第二级也漂漂了10y 了100uV 直接耦合放大电 漂移 则输出漂移10mV。第一级是关键! 1V+10 mV ●减小零漂的措施 用非线性元件进行温度补偿 调制解调方式。如“斩波稳零放大器” 采用差分式放大电路 HOME CK NEX 6
6 例如 = 100, AV1 若第一级漂了100 uV， 则输出漂移 1 V。 若第二级也漂 了100 uV， 则输出漂移 10 mV。 假设 第一级是关键！ AV2 = 100, AV3 = 1 。 减小零漂的措施 用非线性元件进行温度补偿 调制解调方式。如“斩波稳零放大器” 采用差分式放大电路 漂了 100 uV 漂移 10 mV+100 uV 漂移 1 V+ 10 mV 漂移 1 V+ 10 mV
62.0概述 2.差分的基本概念 放大电路 差分功能:实现2个信号相减 AvV A 0 i2)=Anvil -? 同相输入端反相输入端+ 差分 应用背景:电桥测量 v 放大 R+AR R-AR R+△R 10v V=-+△R=5V+19mV/°C 2R 22R R-AR R+AR R一△R 12 △R=5V-19mV/°C 2R 22R 例如铂电阻测温 实际输出为v=A√(v1-v2)+ RT=R0(1+aT)=100.+T×0.38592/°C CK NEX 7
7 2. 差分的基本概念 6.2.0 概述 –Vi + –Vo + 放大电路 差分 放大 + - vi1 + - vi2 RT = R0 (1 aT ) 100 T 0.385 /C = ( ) o V i1 i2 v A v v = V i A v - + 差分功能：实现2个信号相减 V i1 V i2 A v A v 同相输入端 反相输入端 应用背景：电桥测量 V 10V R-R R-R R+R R+R 例如铂电阻测温 5V 19mV/ C 2 2 2 i1 R R V V V R R R v 5V 19mV/ C 2 2 2 i2 R R V V V R R R v 实际输出为 vo AV (vi1 vi2 ) + - vo
62.0概述 2.差分的基本概念 ●差模与共模: 差分 差模信号vn=vn1-v2 v 12 放大 共模信号v=(v1+v2) 2 例:vn=5V+19mV/C 总输出电压v=v+v=AoV+Acv,n=5-19my/ ●分析思路:叠加定理 差模电压增益 ANd Vid"ud"i=0 i =vic 2V 共模电压增益Avc=W"/=0("2=h-"1 2 共模抑制比K ⅤD cmA。反映抑制零漂能力m2=% CK NEX
8 2. 差分的基本概念 6.2.0 概述 差模与共模： 差分 放大 + - vi1 + - vi2 + - vo + -vid - + id = i1 i2 差模信号 v v v ( ) 2 1 ic = i1 i2 共模信号 v v v o = o o VD id VC ic v v v A v A v vi1 5V 19mV/ C 总输出电压 vi2 5V 19mV/ C 2 = id i1 ic v v v 2 v v v id i2 = ic 0 = id ic o id o VD v v v v v 差模电压增益 A 0 = ic id o ic o VC v v v v v 共模电压增益 A 共模抑制比 VC 反映抑制零漂能力 VD CMR = A A K 例： 分析思路：叠加定理 2 = id i1 v v 2 = id i2 v v i1 = ic v v i2 = ic v v
测试一选择填空 1.差分放大电路中,当V1=300mV,V2=200mV时,分解为 共模输入信号Vs=,差模输入信号Vsd a 500mv b 100mV c 250mv d 50mV 2.差分放大电路中,当V1=200mV,V2=0mV时,分解为共 模输入信号V。=,差模输入信号Vd 3.在单端输出差分放大电路中,差模电压增益A1a=50,共模 电压增益4=0.5,若输入电压V=80mV,V260mV,输出 电压V2= a.-1035Vb.-0.965Vc.0.965Vd.1.035V Vo2=AvdXVsd +Avc XVsc =50×20mv-0.5×70mv=1000my-35mv (HOME CK NEX 9
9 测试—选择填空 1. 差分放大电路中，当Vs1 =300mV，Vsd2 =200mV时，分解为 共模输入信号Vsc = ，差模输入信号Vsd = 。 a. 500mV b. 100mV c. 250mV d. 50mV 3. 在单端输出差分放大电路中，差模电压增益AVd =50，共模 电压增益AVc = –0.5，若输入电压Vs1 =80mV，Vs2 =60mV，输出 电压Vo2 = 。 a. –1.035V b. –0.965V c. 0.965V d. 1.035V Vo2=Avd×Vsd +Avc×Vsc =50×20mv – 0.5×70mv =1000mv-35mv 2. 差分放大电路中，当Vs1 =200mV，Vsd2 =0mV时，分解为共 模输入信号Vsc = ，差模输入信号Vsd =
621基本差分式放大电路 ●电路组成及工作原理●主要指标分析计算 ●组成特点 动态分析思路 ●静态分析 ●双端输入 动态分析 ●差模增益 ●共模增益 输入差模信号 共模抑制比 ●输入共模信号 ●输入、输出电阻 号抑制零点漂移原理单端输入 带恒流源的差分电路 ●几种接法性能对比 CK NEX 10
10 6.2.1 基本差分式放大电路 电路组成及工作原理 l 组成特点 l 静态分析 l 动态分析 l 输入差模信号 l 输入共模信号 抑制零点漂移原理 主要指标分析计算 l 动态分析思路 l 双端输入 l 差模增益 l 共模增益 l 共模抑制比 l 输入、输出电阻 l 单端输入 带恒流源的差分电路 几种接法性能对比