第五章集成运算放大电路的应用 5之 基本运算电路 5.3电压比较器 5.4正弦放振荡电路 5.5非正弦波振荡电路 5.6串联型稳压电源 5.7集成运放的其它应用举例 唐山电大魏文咏电子技术
唐山电大魏文永 电子技术 第五章 集成运算放大电路的应用 5.1 概述 5.2 基本运算电路 5.4 正弦波振荡电路 5.6 串联型稳压电源 5.5 非正弦波振荡电路 5.3 电压比较器 5.7 集成运放的其它应用举例
第一节规述 一、 理想运放 特点：高增益、高可 1.理想运算放大器 靠性、低成本、小尺 寸 开环差模电压增益Ad→o, id→oo, 实际值 。→0， KCMR→oo Aa高：80dB~140dB 输入失调电压U1o为零 a高：105~1012 输入失调电流I1o为零 r,低：几十2~几百2 输入偏置电流I为零 KcR高：70dB~130dB 唐山电大文永电子技术
唐山电大魏文永 电子技术 第一节 概述 一、 理想运放 特点：高增益、高可 靠性、低成本、小尺 寸 实际值 Aod高: 80dB~140dB rid 高: 105 ~ 1011 ro 低: 几十 ~ 几百 KCMR高: 70dB~130dB 1. 理想运算放大器 开环差模电压增益 Aod→ ， rid → ， ro→ 0 ， KCMR→ 输入失调电压 UIO为零 输入失调电流 IIO为零 输入偏置电流 IIB为零
二、 集成运放的两个工作区 电压传输特性U。=f(U) 线性区： +UoM U。=Ad(U+-U) 理想特性 线性区 U--U. 实际特性」 非线性区： 输出电压为： U>U时，U。=+UoM 饱和区 U<U时，U。=-UoM 国山电大魂文咏电子技术
唐山电大魏文永 电子技术 二、 集成运放的两个工作区 电压传输特性 Uo= f (Ui ) 线性区： Uo = Aod(U+– U– ) +UoM U+– U– Uo –UoM 理想特性 线性区 实际特性 饱和区 O 非线性区： 输出电压为： U+> U– 时， Uo = +UoM U+< U– 时， Uo = – UoM
3.理想运放工作在线性区的特点 理想运放工作在线性区 因为U。=Ad(U+-U_) 时两个重要特点： 净输入电压为零 (1)差模输入电压约等于0 净输入电流为零 即U,=U,称“虚短” 电压传输特性 (2)输入电流约等于0 +UoM 即I=L≈0，称“虚断” 线性区 U A越大，运放的 0 线性范围越小，必 须加负反馈才能使 其工作于线性区。 唐山电大魏文咏电子技术
唐山电大魏文永 电子技术 3. 理想运放工作在线性区的特点 因为 Uo = Aod(U+– U– ) (1) 差模输入电压约等于 0 即 U+= U– ,称“虚短” (2) 输入电流约等于 0 即 I+= I– 0 ,称“虚断” 电压传输特性 Aod越大，运放的 线性范围越小，必 须加负反馈才能使 其工作于线性区。 U+– U– Uo 线性区 –UoM +UoM O 理想运放工作在线性区 时两个重要特点： 净输入电压为零 净输入电流为零
4.理想运放工作在饱和区的特点 电压传输特性 ↑uo +UoM 饱和区 UU UoM ()输出只有两种可能，+UoM或-UoM 当U>U时，U。=+UoM U<U时，U。=-UoM 不存在“虚短”现象两个输入端不相等 (2)L4=L≈0，仍存在“虚断”现象净输入电流为零 唐山电大文永电子技术
唐山电大魏文永 电子技术 4. 理想运放工作在饱和区的特点 (1) 输出只有两种可能, +UoM 或–UoM (2) I+= I– 0,仍存在“虚断”现象 电压传输特性 当 U+> U– 时， Uo = + UoM U+< U– 时， Uo = – UoM 不存在 “虚短”现象两个输入端不相等 U+– U– uo –UoM +UoM 饱和区 O 净输入电流为零
第二节基本运算电路 集成运算放大器能对各种模拟信号进行比例、 加法、减法、微分、积分、对数、反对数、乘 法和除法等运算。 运算放大器工作在线性区时，通常要引入深 度负反馈。通过改变输入电路和反馈电路的结 构形式，就可以实现不同的运算。 唐山电大魏文咏 电子技术
唐山电大魏文永 电子技术 第二节 基本运算电路 集成运算放大器能对各种模拟信号进行比例、 加法、减法、微分、积分、对数、反对数、乘 法和除法等运算。 运算放大器工作在线性区时，通常要引入深 度负反馈。通过改变输入电路和反馈电路的结 构形式，就可以实现不同的运算
比例运算电路 1.反相比例运算电路 因要求静态时U+、U对 (1)电路组成 地电阻相同， I RE 所以平衡电阻R'=R∥RF IR R (2)比例运放的特点是 R 1、输入电阻等于R 以后如不加说明，输入、 2、输出电阻为零 输出的另一端均为地(L)。 唐山电大魏文尿电子技术
唐山电大魏文永 电子技术 一 比例运算电路 1. 反相比例运算电路 （1）电路组成 以后如不加说明，输入、 输出的另一端均为地(⊥)。 （2）比例运放的特点是 1、输入电阻等于R 2、输出电阻为零 因要求静态时U+、 U– 对 地电阻相同， 所以平衡电阻 R’ If = R // RF IR I– I+ Uo RF Ui R’ R + + – – - + A –
比例运算电路 1.反相比例运算电路反馈方式 电压并联负反馈 反馈信号使净输入 信号减小一负反馈 反馈电路直接从输 出端引出一电压反馈 ⊕ IR RO REUi R R 输入信号和反馈信号加在3、输入输出电压反相 同一输入端一并联反馈 数值取决于反馈电阻和 输入电阻之比， 唐山电大魏文咏 电子技术
唐山电大魏文永 电子技术 一 比例运算电路 1. 反相比例运算电路反馈方式 － － 反馈电路直接从输 出端引出—电压反馈 输入信号和反馈信号加在 同一输入端—并联反馈 反馈信号使净输入 信号减小—负反馈 电压并联负反馈 If IR I– I+ Uo RF Ui R2 R + + – – - + A – 3、输入输出电压反相 数值取决于反馈电阻和 输入电阻之比
结论： ①A为负值，即U。与U极性相反。因为U,加 在反相输入端。 ②Ar只与外部电阻R1、Rr有关，与运放本 身参数无关。 ③|Af可大于1，也可等于1或小于1。 ④电压并联负反馈，输入、输出电阻低， Ti=R10 国山电大魂文咏电子技术
唐山电大魏文永 电子技术 结论： ① Auf为负值，即 Uo与 Ui极性相反。因为 Ui 加 在反相输入端。 ② Auf 只与外部电阻 R1、RF有关，与运放本 身参数无关。 ③ | Auf | 可大于 1，也可等于 1 或小于 1 。 ④电压并联负反馈，输入、输出电阻低， ri = R1
例5.1： 电路如下图所示，已知R=5k2,Rs=100k2。 求：1.Af; 2.若要求R=10k2,要求At为-10，则Rr、R应为 多少？ I RE IR R 解：1.Af=-Rr/R1 =-100/5=-20 U 2.R=R=10k2 因Auf=-Rr/R 故得RF=-AMr×R=-(-10)×10=100k2 唐山电大魏文尿电子技术
唐山电大魏文永 电子技术 电路如下图所示，已知 R= 5 k ，RF = 100 k 。 求：1. Auf ； 2. 若 要求Ri = 10 k，要求Auf为 – 10，则RF 、 R 应为 多少？ 解：1. Auf = – RF R1 = –100 5 = –20 2. Ri = R =10 k 因 Auf = – RF /R 故得 RF = –Auf R = –(–10) 10 =100 k Uo If IR I– I+ RF Ui R2 R + + – – - + A – 例5.1：