集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用

1、集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用第一節(jié)第一節(jié) 直接耦合放大器直接耦合放大器 直接耦合放大器 級(jí)與級(jí)之間不經(jīng)電抗元件而直接連接的方式，稱(chēng)為直接耦合。 UCCRB1RRC1RC2UCCiU oU RB2VT1VT2 零點(diǎn)漂移 當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出端電壓偏離原來(lái)的起始電壓緩慢地?zé)o規(guī)則的上下漂動(dòng)，這種現(xiàn)象叫零點(diǎn)漂移。 產(chǎn)生原因 溫度變化、電源電壓的波動(dòng)、電路元件參數(shù)的變化等等。第一級(jí)產(chǎn)生的零漂對(duì)放大電路影響最大。 各級(jí)工作點(diǎn)相互影響 適于放大直流或變化緩慢的信號(hào) 電壓放大倍數(shù)為各級(jí)放大倍數(shù)之積 零點(diǎn)漂移第二節(jié)第二節(jié) 差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路 基本差動(dòng)放大電路基本差動(dòng)放大電路 典型差動(dòng)放大電路典型差動(dòng)放大電路

2、具有恒流源的差動(dòng)放大電路具有恒流源的差動(dòng)放大電路 差動(dòng)放大電路的輸入輸出方式差動(dòng)放大電路的輸入輸出方式一、基本差動(dòng)放大電路一、基本差動(dòng)放大電路 電路由兩個(gè)特性完全相同的基本放大電路組成。1. 抑制零點(diǎn)漂移的原理靜態(tài)時(shí)，ui1=ui2=0，由于電路對(duì)稱(chēng)C1C2II CE1CE2UU oCE1CE20uUU RCRCRB1RB1ui1ui2RB2RB2uiUCCuoVT1 VT2溫度上升，引起兩邊電流變化 C1C2II CE1CE2UU oCE1CE20uUU 由于電路對(duì)稱(chēng)，零漂被抑制。 2. 動(dòng)態(tài)工作原理 差模信號(hào) 極性相反，幅值相同的信號(hào)。 u i1=u i2 共模信號(hào) 極性相同，幅值相同的信

3、號(hào)。 u i1= u i2差模輸入（信號(hào)）ii1i22uuu C1C2II CE1CE2UU oCE1CE2CE12uUUU 共模輸入（干擾信號(hào)）ii1i20uuu C1C2II CE1CE2UU oCE1CE20uUU CE1CE1dii1CE1i12/2/ 2 /AuuUUuU C0A 差動(dòng)放大電路對(duì)差模信號(hào)有放大作用，對(duì)共模信號(hào)有抑制作用。共模、差模同時(shí)輸入12ididid2uuu 12icicicuuu idi1ic2uuu idi2ic2uuu idi1i2uuu ici2i11)(2uuu odidcicA uA uu 若電路完全對(duì)稱(chēng)，AC0，只有差模信號(hào)輸出，若電路不完全對(duì)稱(chēng)，A

4、C0，既有差模信號(hào)又有共模信號(hào)輸出。二、典型差動(dòng)放大電路二、典型差動(dòng)放大電路 加入射極公共電阻RE（共模反饋電阻）可以克服電路不完全對(duì)稱(chēng)引起的零漂 。 負(fù)電源EE的作用是補(bǔ)償RE上的電壓降，從而保證兩管有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。 RCRCRB1RB1RPREEEUCCui1ui2uiuoVT1 VT2TIC1IC2IEUEUBE1UBE2IB1IB2IC1IC2 RE 能夠抑制零漂、共模信號(hào)，對(duì)差模信號(hào)無(wú)影響。且RE越大，抑制作用越強(qiáng)。但EE也需增大。 RP 為調(diào)零電阻，用來(lái)調(diào)節(jié)平衡。一般取值不大。LdB1be()R ARr RL=RC/(RL/2)接入負(fù)載電阻RL 電路分析靜態(tài)時(shí)流過(guò)RE電流=IE

5、1+ IE2=2IE動(dòng)態(tài)時(shí)CdB1be()RARr 由于RE對(duì)差模信號(hào)無(wú)影響。忽略RP的影響KCMR是衡量放大信號(hào)的能力的技術(shù)指標(biāo)。 Ad:差模放大倍數(shù)；AC:共模放大倍數(shù)KCMR 越大，抑制共模信號(hào)越強(qiáng)。dCMRCAKA 共模抑制比（KCMR）差模輸入電阻rid2(RB1+rbe) 忽略RP輸出電阻ro2RC三、具有恒流源的差動(dòng)放大電路三、具有恒流源的差動(dòng)放大電路RCRCRB1RB1RPUCCuoVT1 VT2UEERRR1R2RE3V3ui R1、R2提供 穩(wěn)定的iB ，晶體管工作在放大區(qū)時(shí)，iC近似恒定。 rCE。ui1ui2VT3、RE3、R1、R2組成具有恒流源特性的電路。 電路采用

6、恒流源代替RE，其等效電阻大，抑制共模信號(hào)、零漂能力強(qiáng)，又不需要過(guò)大的負(fù)電源UEE。 UEEuiuo四、差動(dòng)放大電路的輸入輸出方式四、差動(dòng)放大電路的輸入輸出方式 雙端輸入、雙端輸出的差動(dòng)電路 單端輸入、雙端輸出的差動(dòng)電路輸入差模信號(hào)近似均勻的分布在兩個(gè)管子上主要技術(shù)指標(biāo)與雙入雙出一致。RB1單端輸出只取自一個(gè)管子的集電極變量。依對(duì)稱(chēng)性：dd 12AA 雙雙端端輸輸出出roRCuo 單端輸入、單端輸出的差動(dòng)電路RB1UCCRCRC 雙端輸入、單端輸出的差動(dòng)電路第三節(jié)第三節(jié) 集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介 集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn) 集成運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)單介紹集成運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)單

7、介紹 集成運(yùn)算放大器的主要技術(shù)指標(biāo)集成運(yùn)算放大器的主要技術(shù)指標(biāo) 集成運(yùn)算放大器的理想化模型集成運(yùn)算放大器的理想化模型 集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性及其分析特集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性及其分析特點(diǎn)點(diǎn)一、集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)一、集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn) 集成電路：將整個(gè)電路中的元器件制作在一塊硅基片上，構(gòu)成完整的能完成特定功能的電子電路。 運(yùn)算放大器：具有高放大倍數(shù)、高輸入電阻、低輸出電阻的直接耦合放大器。 二、集成運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)單介紹二、集成運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)單介紹1. 集成運(yùn)放的組成差動(dòng)輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)偏置電路輸入輸出抑制零漂，共模抑制比高低輸出電阻，多采用射隨器放大作用的主要單元提供各級(jí)靜態(tài)電流

8、2. 集成運(yùn)放的管腳圖及符號(hào)F007管腳圖F 741（F 0 07）12348765符號(hào)A 反相輸入端B 同相輸入端F 輸出端 Au u+uuoABF 信號(hào)從反相輸入端輸入時(shí)，輸出與輸入相位相反。 信號(hào)從同相輸入端輸入時(shí)，輸出與輸入相位相同。 三、集成運(yùn)算放大器的主要技術(shù)指標(biāo)三、集成運(yùn)算放大器的主要技術(shù)指標(biāo)1. 輸入失調(diào)電壓Uio當(dāng)無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，為使輸出的電壓值為零，在輸入端加入的補(bǔ)償電壓。 其值越小越好 （5mV）2. 輸入失調(diào)電流Iio輸入電壓為零時(shí)，流入放大器兩個(gè)輸入端的靜態(tài)基極電流之差。 IioIB1IB2 其值越小越好 （110nA）3. 開(kāi)環(huán)差模放大倍數(shù)Auo運(yùn)放在開(kāi)環(huán)時(shí)的差模放大

9、倍數(shù) 其值越高越好 （104107）5. 最大輸出電壓Uopp 輸出不失真的最大輸出電壓值6. 共模抑制比KCMR F741 通用型集成運(yùn)放通用型集成運(yùn)放 F324通用型單電源四運(yùn)放通用型單電源四運(yùn)放 AD547 低溫漂精密運(yùn)放低溫漂精密運(yùn)放 OP07低輸入失調(diào)電壓精密運(yùn)放低輸入失調(diào)電壓精密運(yùn)放 AD744 高速運(yùn)放高速運(yùn)放常用集成運(yùn)放芯片四、集成運(yùn)算放大器的理想化模型四、集成運(yùn)算放大器的理想化模型 實(shí)際運(yùn)放 u+uuoriroAuoUiuiAuo很高， 104ri很高，幾十幾百kro很低，幾十幾百KCMR 很高 理想運(yùn)放 u+uuoAuoUiuiAuori=ro=0KCMR五、集成運(yùn)算放大器

10、的電壓傳輸特性五、集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性 及其分析特點(diǎn)及其分析特點(diǎn) 運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性 集成運(yùn)放的輸出電壓uo與輸入電壓ui (u+u)之間的關(guān)系uof (ui) 稱(chēng)為集成運(yùn)放的電壓傳輸特性。uoui+UOMUOMuoAuo ui = Auo(u+u) ui |UiM| ，運(yùn)放飽和， 工作在非線性區(qū)線性區(qū)引入深度負(fù)反饋，可以使運(yùn)放工作在線性區(qū)。O uoud反饋電路開(kāi)環(huán)系統(tǒng)：不加反饋網(wǎng)絡(luò)時(shí)的電路系統(tǒng)，此時(shí)的放大倍數(shù)叫開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)。uoui+UOMUOM理想運(yùn)放的電壓傳輸特性u(píng)i 0， |uo|UOM即u+ u時(shí)，運(yùn)放處于非線性區(qū)。閉環(huán)系統(tǒng)：加上反饋網(wǎng)絡(luò)時(shí)的電路系統(tǒng)，此時(shí)的放大倍數(shù)叫閉

11、環(huán)放大倍數(shù)。 O 運(yùn)算放大器的分析特點(diǎn)1. 線性區(qū) 集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端之間的電壓通常非常接近于零，但不是短路，故簡(jiǎn)稱(chēng)為“虛短”。 虛短 uoAuo（uu） AuouuuoAuo0uu 當(dāng)u0 （接地） u u 0 稱(chēng)此時(shí)的反相輸入端為“虛地點(diǎn)”。反之，也成立。 u+uuoui 虛 斷 流入集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電流通常為零，但又不是斷路故簡(jiǎn)稱(chēng)為“虛斷”。 riII+ 02. 非線性區(qū) 在非線性區(qū)，虛短概念不成立，但虛斷概念成立。 u+IuouI+ 例、利用理想運(yùn)放組成的二極管檢測(cè)電路，求出流過(guò)VD的電流 iD 及VD兩端的電壓uD。 uoui15VVDiDiRii 0 uu0 iiiDR015m

12、A10mA1.5uiiR Do0.67Vuu 解：虛地點(diǎn)第四節(jié)第四節(jié) 集成運(yùn)放在信號(hào)運(yùn)算電集成運(yùn)放在信號(hào)運(yùn)算電路中的應(yīng)用路中的應(yīng)用 分析線性區(qū)理想運(yùn)放的兩個(gè)概念分析線性區(qū)理想運(yùn)放的兩個(gè)概念 基本運(yùn)算電路基本運(yùn)算電路一、分析線性區(qū)理想運(yùn)放的兩個(gè)概念一、分析線性區(qū)理想運(yùn)放的兩個(gè)概念 虛短uuII+ 0 虛斷 u+IuouI+二、基本運(yùn)算電路二、基本運(yùn)算電路 比例電路 uouiifi1R1R2Rf1. 反相比例電路 i+0 （虛斷） u +0 u + u 0 （虛地點(diǎn)） i1=u iR1 if = uuo=uoRf i i +0 i 1 i f即 ui/R1=uo/ Rf ofufi1uRAuR u

13、o、ui 符合比例關(guān)系，負(fù)號(hào)表示輸出輸入電壓變化方向相反。 電路中引入深度負(fù)反饋， 閉環(huán)放大倍數(shù)Auf 與運(yùn)放的Au無(wú)關(guān)，僅與R1、Rf 有關(guān)。 R2 平衡電阻 同相端與地的等效電阻 。其作用是保持輸入級(jí)電路的對(duì)稱(chēng)性，以保持電路的靜態(tài)平衡。 R2R1/Rf 當(dāng)R1Rf 時(shí)， uoui ，該電路稱(chēng)為反相器。2. 同相比例電路 uouiR2R1Rf i+0 （虛斷） u + ui u + u ui （虛短） i1=（0u i）R1 if = (uuo )Rf =( u iuo)Rf i i +0 i 1 ifofufi11uRAuR ioif1uuuRR ifi1 當(dāng)Rf有限值時(shí)，R1 +uoui

14、 R2 平衡電阻 R2R1/RfAuf =1 電路成為電壓跟隨器。 uoui 此電路輸入電阻大，輸出電阻小。例1、應(yīng)用運(yùn)放來(lái)測(cè)量電阻的電路如圖，U10V，R1=1M，輸出端接電壓表，被測(cè)電阻為Rx，試找出Rx與電壓表讀數(shù)uo之間的關(guān)系。Rx R1 U V解:此電路為反相比例電路oxufi1uRAuR 651xoooi101010RRuuuu 例2、理想化運(yùn)放組成的電路如圖，試推算輸出電壓uo的表達(dá)式。 uouiR1R3R2R4解:此電路為同相比例電路2o1i1uRuR 判斷這個(gè)等式 、啊，見(jiàn)鬼了!哈，very good! uouiR1R3R2R4u+解:此電路為同相比例電路2o11uRuR 4

15、i34RuuRR 42oi314(1)()RRuuRRR 例3、圖示電路為T(mén)形反饋網(wǎng)絡(luò)的反相比例電路，試推算輸出輸入之間的關(guān)系。 uouii2i1R1RR2R3R4i4i3MM212i20RuiRRu 22M3i13133uRRiuiRR RR MR424o223()uuuiiiRR 24423()iiRRR 42ii24131()uuR RRRRRR u + u 0 （虛地點(diǎn)） i i +0 i 1 i2 = u iR1解:2424o13i/(1)uRRRRuRR 此電路只在要求放大倍數(shù)較大、輸入電阻較高和避免阻值過(guò)高時(shí)才采用。 加法運(yùn)算電路uo ui2ifi2R2RPRf0ii123fii

16、ii 0 uui111uiR i222uiR i333uiR offuiR oi1i2i3f123uuuuRRRR i1i2i3fo123()uuuuRRRR ui3i3R3ui1i1R1123fRRRR 若若oi1i2i3()uuuu 123/RRRRR 平平衡衡電電阻阻f fP P 在調(diào)節(jié)某一路信號(hào)的輸入電阻的阻值時(shí)，不影響其它輸入電壓與輸出電壓的比例關(guān)系，調(diào)節(jié)方便。 求和電路也可從同相端輸入，但同相求和電路的共模輸入電壓較高，且不如反相求和電路調(diào)節(jié)方便。 減法運(yùn)算電路（差動(dòng)運(yùn)算電路） uoui2ifi1R1R2Rfui1R3i1i10 ()uu 接接地地f3o1i2123(1)()RRu

17、uRRR i2i20 (uu 接接地地）fo2i11RuuR oo1o2f3fi2i11231(1)()uuuRRRuuRRRR 利用疊加原理同相端輸入ui1反相端輸入當(dāng) R1= R2= R3= Rf =R 時(shí)，uo= ui2ui1 (減法器） 3f21foi2i11 , ()RRRRRuuuR R2/ R3 = R1/ Rf 平平衡衡條條件件當(dāng)例4、用運(yùn)放組成的直流毫伏表電路如圖所示，設(shè)表的內(nèi)阻可忽略，試求Io與VS的關(guān)系。 VoVSI2I1R1R1mAIoI解: 電路實(shí)為反相比例電路RVo=VSI1= I2 ( 虛斷）Io= II2=Vo/RVS/R1I=Vo/RI1= I2= VS/R1

18、=VS(1 /R+ 1 /R1)例5、已知RF4R1，求uo與ui1、 ui2的關(guān)系式。 A1 +ui1 A2 uoui2R1R2RFuo解:A1為跟隨器；A2為差放。uo= ui1Foi21(1)RuuR FFi2i111(1)RRuuRR uo5 ui24 ui1Fo1RuR 例6、如圖，求uo 與 ui1、ui2的關(guān)系式。 A1 +ui1 A2 uoui210kuo10k30k10k6k解:oi1i23030()610uuu oo1010uu i1i253uu A1為反向加法器；A2為反相比例電路。i1i2(53)uu 例7、如圖，求uo 。 A1 + A3 uo100kuo150k80

19、k20k A2 +12k50k100k12k11k30k60kuo20.3V0.4V A1：反相比例 A2：同相比例 A3：差動(dòng)輸入解：o180() ( 0.3)V1.2V20u o26012(1)0.4V0.6V3012 12u oo2o1100()1.2V50uuu 積分電路 uouiiCi1RRPC（虛虛斷斷） 1iiC i1uiR 1dCCtuiC oi1dtuuRC o Cuu uituotUOMuo正比于ui的積分PRROO 延遲 積分電路的應(yīng)用uitUuotTU信號(hào)延遲時(shí)間T后，電壓值達(dá)到U 方波轉(zhuǎn)化為三角波 uituotOOOO 微分電路 iR uiRRPCiCuo RCii

20、oRuiR oddCuuCtR oddiuRCut ddCCuiCt uo正比于ui的微分uituotPRR o Ruu OO例8、電路如圖，已知運(yùn)放UOM=10V，輸入信號(hào)波形如圖，R1M，C，求輸出波形。 （電容初始能量為零） uiRRPCuoui /vt/s1ORC=11060.05106oi 01d20ttttuuRCRC uo = UOMAX10s =20 tt = uo/vt/s100.5解:O例9、電路如圖所示，已知R1=R2=10k,C=0.1F,集成運(yùn)放UOM=18V,求：試導(dǎo)出uo與u1、u2關(guān)系式； 已知u1、u2波形，試畫(huà)出uo波形 。 u1R1RCuou2R2ddCC

21、uCit o1dCCtuuiC 121212CuuiiiRR 12o121()duutuCRR 1221121111(dd )d(tttuuuuCCCRRR t =10ms1012o0110301()d11.5d10utuuCRt =15V t =20ms uo = 10Vu1 /vt/ms10.50.5t/ms10102020u2 /vuo/vt/ms1510 201012OO例10、已知運(yùn)放UOM=15V試求圖中uo1、 uo2、 uo3及開(kāi)關(guān)S閉合后uo的值。 A1 +2Vuo1 A2 uo2R10k10k10k20k A3 uo3R20k Ruo1F10kS解:o12Vu o220(1

22、)0.5V1.5V10u o3o2o120()2( 21.5)V1V10uuu 輸出電壓超出UOM，uo=15V 0.2o 3o3601(0.2)d101011020Vutu 第五節(jié)第五節(jié) 放大電路中的負(fù)反饋放大電路中的負(fù)反饋 反饋的基本概念反饋的基本概念 反饋類(lèi)型及其判別反饋類(lèi)型及其判別 負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響一、反饋的基本概念一、反饋的基本概念 正反饋：輸入量不變，輸出量由于加反饋而變大。負(fù)反饋：輸入量不變，輸出量由于加反饋而變小。1. 反饋：指將輸出量的一部分或全部按一定方式送回到輸入回路來(lái)影響輸入量的一種連接方式。 放大電路反饋電路輸出信號(hào)反饋信號(hào)輸入信號(hào)比較

23、環(huán)節(jié)凈輸入信號(hào)iX fX dX oX difXXX 2. 反饋放大器的一般分析 開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)：odXAX 反饋系數(shù)：foXFX 閉環(huán)放大倍數(shù):ofiXAX 負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系oodfdfddfd/=+/+/1+XX XAAXXX XX XAF 反饋深度1+AA 正反饋1+1AF f1AF f1=1+AAAFAFAF 深度負(fù)反饋 當(dāng)A很大時(shí),負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無(wú)關(guān)，只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。二、反饋類(lèi)型及其判別電壓負(fù)反饋 反饋信號(hào)取自輸出電壓,反饋信號(hào)與輸出電壓成比例;電流負(fù)反饋 反饋信號(hào)取自輸出電流,反饋信號(hào)與輸出電流成比例;串聯(lián)負(fù)反饋 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以串聯(lián)的形式作用于輸入端；

24、并聯(lián)負(fù)反饋 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以并聯(lián)的形式作用于輸入端。串聯(lián)電流負(fù)反饋 電壓并聯(lián)1. 反饋類(lèi)型2. 反饋類(lèi)型的判別 反饋類(lèi)型的判別包括反饋極性 、直流反饋或交流反饋、電壓反饋或電流反饋以及串聯(lián)或并聯(lián)反饋的分析判定。 正反饋或負(fù)反饋的判別 瞬時(shí)極性法 假定輸入信號(hào)在某一瞬時(shí)對(duì)地極性為正。 由各級(jí)輸入、輸出之間的相位關(guān)系，分別推出其它有關(guān)各點(diǎn)的瞬時(shí)極性。 判別反映到電路輸入端的作用是加強(qiáng)了輸入信號(hào)還是削弱了輸入信號(hào)。若加強(qiáng)則為正反饋，削弱則為負(fù)反饋。 電壓反饋與電流反饋的判別 輸出短路法 令輸出電壓端口短路，若此時(shí)反饋信號(hào)仍存在（非0），則電路為電流反饋，反之為電壓反饋。 并聯(lián)反饋或串聯(lián)反饋的判別

25、凈輸入信號(hào)與負(fù)反饋信號(hào)是并聯(lián)關(guān)系，且有difUUU 凈輸入信號(hào)與負(fù)反饋信號(hào)是串聯(lián)關(guān)系，且有difIII A1 +ui A2 uoRRRuoRRF例、判斷下圖反饋類(lèi)別。負(fù)反饋若ui0， uo0， 則uo0電壓反饋difIII ?i?f顯然有并聯(lián)反饋交、直流并聯(lián)電壓負(fù)反饋三、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響三、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響 電壓放大倍數(shù)被降低 電路加入負(fù)反饋，使凈輸入信號(hào)減小，等于削弱了輸入信號(hào)，使得放大倍數(shù)減小。 增加放大倍數(shù)的穩(wěn)定性 電路加入負(fù)反饋，放大倍數(shù)被降低的同時(shí)，也使由于溫度、負(fù)載、元器件等條件變化而引起的放大倍數(shù)的變化大大減小，放大倍數(shù)的穩(wěn)定性得到提高。 擴(kuò)展通頻帶|A| fBO

26、BF 電路加入負(fù)反饋，通頻帶由BO加寬到BF 。 減小非線性失真 電路加入負(fù)反饋，使凈輸入信號(hào)減小，iC減小，改善了非線性失真。、|Af|O 串聯(lián)負(fù)反饋增加輸入電阻，并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻。 電壓反饋能穩(wěn)定輸出電壓，減小輸出電阻；電流反饋能穩(wěn)定輸出電流，增加輸出電阻。 抑制干擾和噪聲放大電路反饋電路加入負(fù)反饋的電路，以降低放大倍數(shù)為代價(jià)，換來(lái)了放大器諸多方面性能的改善。 第六節(jié)第六節(jié) 集成運(yùn)放在信號(hào)處理方集成運(yùn)放在信號(hào)處理方面的應(yīng)用面的應(yīng)用 有源濾波器有源濾波器 采樣保持電路采樣保持電路 電壓比較器電壓比較器運(yùn)放的非線性應(yīng)用 非線性應(yīng)用電路具有兩種類(lèi)型， 一類(lèi)是運(yùn)放本身工作在非線性狀態(tài)，如開(kāi)環(huán)

27、或正反饋狀態(tài)。 另一類(lèi)是運(yùn)放本身工作在線性狀態(tài)，由外部電路中引入了非線性元件，使輸出與輸入不再是線性關(guān)系。 濾波電路的種類(lèi):按電路功能: 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: 無(wú)源濾波器和有源濾波器按階數(shù): 一階、二階、 、高階 一、有源濾波器 所謂濾波器，它能使一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)順利通過(guò)，而在此頻率范圍以外的信號(hào)衰減很大，不易通過(guò)。RR1RFC+-+iU oU 一階有源低通濾波器i11jjUUCRC i1jURC fo+11RUUR oFufi11 =(1)1jURAURRC 01 RC 令令f1uf011jRRA f1uf201|1RRA 0 fuf01uf1|22RAR

28、A 稱(chēng)0為截止角頻率 001 1 =2RCfRC |Auf| |Auf0|0.707|Auf0|0幅頻特性曲線O 二階有源低通濾波器RR1RFC+-+iUoUCR階數(shù)越高，幅頻特性曲線越接近理想濾波器|Auf| |Auf0|理想低通一階低通二階低通O二、采樣保持電路RC+-+iU oU S控制信號(hào)控制信號(hào)ui/uot采樣采樣采樣保持保持保持 采樣保持電路能快速而準(zhǔn)確地跟隨輸入信號(hào)的變化進(jìn)行間隔采樣。OO三、電壓比較器三、電壓比較器 過(guò)零比較器 比較器是一種用來(lái)比較輸入信號(hào)ui和參考電壓UR的電路。 uiRRPuououi+UOMUOMu+ u時(shí)， 即ui 0 ，uoUOMui 0 負(fù)飽和uo

29、UOM uoui+UOMUOMO若ui為正弦波 uituotUOM+UOMuo為方波 關(guān)于UOM 飽和電壓UOM UCC OO 任意電平比較器 限幅措施 uiRRPuoUZui 0 負(fù)飽和uo (UZ+UD) uoui+UZUZui UR 負(fù)飽和uo UZ uoui+UZUZUR uiR1R2uoUZUROO常用集成比較器LM311電壓比較器12348765+V+GNDV 比較器的特點(diǎn)及分析方法 比較器中運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)，輸入與輸出之間成非線性關(guān)系，因此虛短等深度負(fù)反饋概念不再適用，僅在判斷臨界狀態(tài)時(shí)才適用。uT=UR臨界電壓，可稱(chēng)為門(mén)檻電平 ui=UT時(shí)， u+=u， uo=0在 u

30、i UT 和 ui UT 兩種不同情況下，比較器輸出兩個(gè)不同的電平（高、低），當(dāng)ui變化經(jīng)過(guò)UR時(shí)，輸出發(fā)生躍變。比較器的分析應(yīng)從輸出跳變時(shí)所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值（即閥值電壓值）來(lái)分析輸入輸出之間的關(guān)系。ui 3V 正飽和uo+ 4.7 uo/Vui/V3 3VR1R2uo4Vui例1、比較器電路如圖，試畫(huà)出電路傳輸特性曲線。穩(wěn)壓管正向?qū)妷?。O例2、電壓比較器電路如圖所示，已知運(yùn)放UOM=15V, UZ=7V,穩(wěn)壓管正向電壓忽略 (1) 畫(huà)出電壓傳輸特性u(píng)o=f(ui)曲線。 (2)若在輸入端加入如圖所示正弦曲線，試畫(huà)輸出電壓波形。 uiR1Ruo2VRU+=(2/2R)R=1V ui= u1V uo=UZ=7V ui= u1V uo= +UZ = 7V解：ui/Vt4uo/Vui/V+7711uo /Vt7+7OOO例3、電路如圖所示，已知運(yùn)放UOM，畫(huà)出電壓傳輸特性u(píng)o=f (ui)曲線。解：u 0 負(fù)飽和uo UOM R112UuRRR u0， ui =UT1TR2RUUR uoui+UOMUOMUT uiR2RPuoR1URi212uRRR O第七節(jié)第七節(jié)