模擬電子技術第6章-集成運放的線性應用課件

1、第6章集成運放的線性應用6.1集成運放的一般應用問題6.2基本運算電路6.3模擬乘法器6.4有源濾波電路應用信號運算：加、減、乘、除、積分、微分、對數(shù)等信號放大信號處理：濾波、比較、調制等信號產生：正弦波、方波、三角波等應用 = 集成運放+各種反饋6.1集成運放的一般應用問題6.1.1應用分類運算放大器的電路模型圖6-2集成運放的電壓傳輸特性a)實際特性b)理想特性1.理想集成運算放大器的技術指標1) 開環(huán)差模電壓增益趨于無窮大(Aod)2) 差模輸入電阻趨于無窮大(rid)3) 輸出電阻趨于零(ro0) 4) 共模抑制比趨于無窮大(KCMR)5) 輸入偏置電流趨于零(IIB0)6) 頻帶寬度

2、趨于無窮大(fBW)7) 輸入失調電壓UIO、輸入失調電流IIO以及它們的溫漂均為零6.1.2線性應用分析方法2.虛短和虛斷uPuN 同相輸入端與反相輸入端兩點電位近似相等， 這種現(xiàn)象稱為“虛短”。ipiN0 流過兩個輸入端的輸入電流接近于零， 這種現(xiàn)象稱為“虛斷”。6.1.3集成運放應用的實際問題1.集成運放的選擇2.集成運放的參數(shù)測量3.集成運放使用時可能出現(xiàn)的問題4.集成運放的保護(1) 輸入端保護圖6-3輸入保護電路a) 反相端輸入保護電路b) 同相端輸入保護電路4.集成運放的保護(2) 輸出端保護圖6-4輸出保護電路(3) 電源端保護圖6-5電源端保護電路6.2基本運算電路6.2.1

3、比例運算電路6.2.2加法和減法運算電路6.2.3積分運算電路和微分運算電路6.2.4對數(shù)運算電路和反對數(shù)運算電路1.反相輸入比例運算電路圖6-6反相輸入比例運算電路圖6-8同相輸入比例運算電路2.同相輸入比例運算電路特例：同相電壓跟隨器1.反相輸入加法運算電路6.2.2加法和減法運算電路2.同相輸入加法運算電路3.減法運算電路圖6-12減法電路a)減法運算電路b)反相輸入比例運算電路c)同相輸入比例運算電路1.積分運算電路6.2.3積分運算電路和微分運算電路圖6-15積分電路應用舉例a)積分電路b)輸入電壓波形c)輸出電壓波形2.微分運算電路2.微分運算電路圖6-17微分電路用于波形變換1.

4、對數(shù)運算電路6.2.4對數(shù)運算電路和反對數(shù)運算電路2.反對數(shù)運算電路(指數(shù)運算電路)6.3模擬乘法器6.3.1模擬乘法器的工作原理6.3.2乘法器應用電路1.變跨導模擬乘法器缺點：1. 只能是正值 ，因而只是一個兩象限乘法器 。 2. 動態(tài)范圍很小，只有幾十毫伏左右 3. 溫漂會給相乘的結果帶來一定的誤差 6.3.1模擬乘法器的工作原理2.雙平衡模擬乘法器6.3.2乘法器應用電路1.平方和n次方運算電路2.除法運算電路注意：是兩象限除法器。如果實際電路中的 為負值，可在模擬乘法器的后面加一級反相放大器。3.開平方運算電路負電壓開平方運算電路圖6-29正電壓開平方運算電路6.4有源濾波電路6.4

5、.1濾波器的基礎知識6.4.2低通有源濾波器(LPF)6.4.3高通濾波器(HPF)6.4.4帶通濾波器(BPF)和帶阻濾波器(BEF)1.濾波器的功能濾波電路的功能是讓指定頻段的信號順利通過，而對其它頻段的信號起衰減作用。由于集成運放具有輸入電阻大、輸出電阻小、電壓增益高、負載能力強等優(yōu)點，所以常用集成運放（工作在線性區(qū)）和網絡組成有源濾波電路。缺點是運放帶寬有限，只適用于頻率小于幾十kHz。在濾波器中，把信號能夠通過的頻率范圍稱為通帶；反之，信號受到很大衰減或完全被抑制的頻率范圍稱為阻帶；通帶和阻帶之間的頻率稱為截止頻率。實際濾波器的通帶和阻帶之間存在一定的頻率范圍稱為過渡帶。過渡帶越窄，

6、說明電路的選擇性越好。6.4.1濾波器的基礎知識2.濾波電路的分類模擬濾波電路和數(shù)字濾波電路無源濾波電路和有源濾波電路低通濾波器(LPF)、高通濾波器(HPF)、帶通濾波器(BPF)、 帶阻濾波器(BEF)、全通濾波器(APF)6.4.2低通有源濾波器(LPF)1.一階低通有源濾波器2二階低通有源濾波器(LPF)6.4.3高通濾波器(HPF)1. 一階有源高通濾波電路2.二階有源高通濾波電路1.帶通濾波器(BPF)圖6-37帶通濾波器框圖a)結構框圖b)帶通濾波器的理想特性6.4.4帶通濾波器(BPF)和帶阻濾波器(BEF)1.帶通濾波器(BPF)圖6-38帶通濾波器a)電路圖b)幅頻特性曲線2.帶阻濾波器(BEF)圖6-39帶阻有源濾波器a)帶阻濾波器框圖b)帶阻濾波器的理想特性2.帶阻濾波器(BEF)圖6-40帶阻有源濾波器a)帶阻有源濾波器b)帶阻有源濾波器的幅頻特性本章小結理想集成運放就是將集成運放的各項技術指標理想化，即 ， ， 等，這是分析集成運放應用電路的基本依據(jù)。當理想運放工作在線性區(qū)，兩個輸入端“虛短”，即 ，同時兩個輸入端又“虛斷”，即 。集成運算放大器是一種高增益直接耦合放大器，它作為基本的電子器件，可實現(xiàn)多種功能電路，如電子電路中的比例、求和、求差、 積分和微分等模擬運算電路。集成模擬乘法器是一種重要的模擬信號的變換與處理功能器件，用途廣泛。除了完成