基本集成運(yùn)算放大電路

1、基本集成運(yùn)算放大電路2022/9/71第1頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二復(fù)習(xí)提問1、集成運(yùn)放的組成2、輸入級(jí)，中間級(jí)，輸出級(jí)各采用什么電路？為什么？ 答 :輸入級(jí)采用差分放大電路，能有效的抑制“零漂”。 中間級(jí)由多級(jí)電壓放大電路組成，主要使運(yùn)放獲得高的放大倍數(shù)，是集成運(yùn)放的主要放大級(jí)。 輸出級(jí)為輸出阻抗低，帶負(fù)載能力強(qiáng)的互補(bǔ)推挽功率放大器，使電路具有一定的輸出功率去推動(dòng)負(fù)載。輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)反相輸入端同相輸入端輸出端2022/9/72第2頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二3、什么是“虛短”？什么是“虛斷”？（1）理想運(yùn)放兩輸入端電位相等，即

2、由可知 因 ，而uo為有限值，所以即 上式表明運(yùn)放的兩輸入端電位相等，P點(diǎn)與N點(diǎn)相當(dāng)于“短路”，但電路內(nèi)部并未真正短路，這種現(xiàn)象稱為“虛短”。 2022/9/73第3頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二（2）理想運(yùn)放的輸入電流為零，即因?yàn)椴钅］斎腚娮?，而輸入電壓 和 均為有效值，輸入端電流為輸入電壓與輸入電阻的比值，所以輸入電流趨近于零，即 上式表明運(yùn)放的輸入端電流為零，相當(dāng)于輸入端“斷路”，但并未真正斷開，所以稱為“虛斷”。2022/9/74第4頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二1、電路結(jié)構(gòu)一、反相比例運(yùn)算電路 如圖所示，輸入電壓通過(guò) 接到運(yùn)放

3、的反相輸入端 ，在反相輸入端與輸出端之間接有反饋電阻 ，構(gòu)成深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋，使運(yùn)放工作在線性放大狀態(tài)。為了保證運(yùn)放的輸入端對(duì)稱，在同相輸入端與地之間接平衡電阻 且R2=R1Rf。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：反饋引到反相輸入端，信號(hào)從反相端輸入。2022/9/75第5頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二平衡電阻，使輸入端對(duì)地的靜態(tài)電阻相等，保證靜態(tài)時(shí)輸入級(jí)的對(duì)稱性。2. 電路的輸入電阻ri=R1R2 =R1 / Rf為保證一定的輸入電阻，當(dāng)放大倍數(shù)大時(shí)，需增大Rf，而大電阻的精度差，因此，在放大倍數(shù)較大時(shí)，該電路結(jié)構(gòu)不再適用。2022/9/76第6頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，1

4、2點(diǎn)37分，星期二（1）電路中的元件：（2）分析Rf的作用：引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋3、電路分析 （1）分析 與 的大小，：根據(jù)“虛斷”的特性，（2）分析 與 的大小，因?yàn)?，R2兩端的電壓為0，即 ，根據(jù)“虛短”的特性， 2022/9/77第7頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二由電路可知根據(jù)“虛斷”，有R2上無(wú)電流流過(guò)，使由“虛短”可得則2022/9/78第8頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二上式整理可得電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為(5-8)(5-9)當(dāng)時(shí)，即2022/9/79第9頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二 (5-8)式表

5、明了電路的輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系，它們的相位相反，大小成一定的比例，所以稱為反向比例運(yùn)算放大器。（5-9）式說(shuō)明：電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)由反饋電阻Rf和輸入電阻R1的比值決定，與運(yùn)放的參數(shù)無(wú)關(guān)。所以只要適合地選取R1和Rf的值，就可以得到需要的閉環(huán)放大倍數(shù)，并且因Rf的深度負(fù)反饋?zhàn)饔檬闺娐返墓ぷ鞣€(wěn)定。 當(dāng) 時(shí)，電路稱為反相器。2022/9/710第10頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二1、電路結(jié)構(gòu)二、同相比例運(yùn)算電路 如圖所示，輸入信號(hào)ui經(jīng)R2送到同相輸入端，輸出信號(hào)經(jīng)反饋電阻Rf反饋到反相輸入端。為了使輸入端的阻抗平衡，同相輸入端電阻R2的取值為：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：負(fù)反饋

6、引到反相輸入端，信號(hào)從同相端輸入。2022/9/711第11頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二2、閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Auf在理想運(yùn)放中，因?yàn)椤疤摂唷?，所?根據(jù) 則即由于所以（5-10）（5-11）2022/9/712第12頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二 從（5-10）式和（5-11）式可知：輸出電壓uO與輸入電壓ui同相且成比例關(guān)系，所以電路可以完成同相比例運(yùn)算。 由（5-10）式和（5-11）式可得：（5-12) 上式為同相比例運(yùn)算放大器的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)，它也與集成運(yùn)放本身的參數(shù)無(wú)關(guān)，2022/9/713第13頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5

7、月20日，12點(diǎn)37分，星期二例題解析 如右圖所示，已知輸入電壓uo=1V,電阻R2=1.6K，Rf=8k。求：（1）輸入信號(hào)ui的大??；（2）電阻Rf的值。 解：（1）電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為因?yàn)樗?022/9/714第14頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二三、電壓跟隨器_+uiuo1、電路結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輸出電壓全部引到反相輸入端，信號(hào)從同相端輸入。電壓跟隨器是同相比例運(yùn)算放大器的特例。此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻大，輸出電阻小，在電路中作用與分離元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。2022/9/715第15頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二隨堂練習(xí)已知電路如圖所示，求輸出電壓uo，并說(shuō)明輸入級(jí)的作用。第二級(jí)為反相比例運(yùn)算電路2022/9/716第16頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二（2）由兩輸入端的阻抗平衡有即解得：2022/9/717第17頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二已知電路如圖所示， 求輸出電壓uo。2022/9/718第18頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)37分，星期二課堂小結(jié)【1】反向比例運(yùn)算電路和同相比例運(yùn)算的電路結(jié)構(gòu)。【2】“虛斷”和“虛短”分別在反比例運(yùn)算和同相比例運(yùn)算中的推導(dǎo)過(guò)程?！?】反向比例和同相比例的運(yùn)放