運(yùn)放基礎(chǔ)知識(shí)

關(guān)于運(yùn)放基礎(chǔ)知識(shí)1、集成運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)移特性:∞u-u+uouou-

-

u+0線性工作范圍正飽和負(fù)飽和輸入差模電壓的線性工作范圍很小（一般僅十幾毫伏），所以常將特性理想化2、運(yùn)放線性工作的保障:兩輸入端的電壓必須非常接近，才能保障運(yùn)放工作在線性范圍內(nèi)，否則，運(yùn)放將進(jìn)入飽和狀態(tài)。運(yùn)放應(yīng)用電路中，負(fù)反饋是判斷是否線性應(yīng)用的主要電路標(biāo)志。集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用第2頁,共24頁，2024年2月25日，星期天線性應(yīng)用運(yùn)放電路的一般分析方法求輸出電壓的方法可分步驟進(jìn)行：1、利用i+=0，由電路求出同相輸入端電壓u+；2、利用u+=u-，確定反相輸入端電壓u-=u+；3、利用已知電壓u-，由A電路求出電流i1；4、利用i-=0，求出電流if=i1；5、由電路F的特性和u-確定輸出電壓：uo=u--F(if)；6*、檢驗(yàn)輸出電壓是否在線性范圍內(nèi)。第3頁,共24頁，2024年2月25日，星期天一、理想運(yùn)放模型：理想運(yùn)放具有如下性能：1、開環(huán)電壓增益——AUd;2、輸入電阻——Rid;3、輸出電阻——Ro=0;4、頻帶寬度——BW

;5、共模抑制比——CMRR

;6、失調(diào)、漂移和內(nèi)部噪聲為零

;對(duì)功能電路非常重要運(yùn)放的主要特點(diǎn)根據(jù)以上特點(diǎn)推出理想運(yùn)放線性應(yīng)用時(shí)的重要特性第4頁,共24頁，2024年2月25日，星期天二、線性應(yīng)用情況下理想運(yùn)算放大器具有如下特征：1、u+=u-(虛短)2、i+=i-=0(虛斷)3、輸出端呈電壓源特性：同相和反向輸入端電流近似為零；兩輸入端電壓近似相等；Ui=U+=U-=Uo/AU

Ui=Uo/AU0;Ui=IiRi0;Ii0;∞UoU-U+I+I-AU(U+-U-

)+-第5頁,共24頁，2024年2月25日，星期天反相比例運(yùn)算同相比例運(yùn)算一、比例運(yùn)算電路三、積分微分電路四、對(duì)數(shù)指數(shù)電路基本反相積分基本反相微分對(duì)數(shù)電路二、加、減法運(yùn)算電路反相加法運(yùn)算同相加法運(yùn)算減法運(yùn)算第二節(jié)基本運(yùn)算電路指數(shù)電路第6頁,共24頁，2024年2月25日，星期天∞UiR1RpRfUoI1If(1)、∵I+=0∴U+＝0V(2)、U-=U+=0V(虛地)(3)、I1=Ui/R1(4)、∵I-=0，∴If=I1=Ui/R1(5)、Rp=R1//Rf1.電路2.分析3.構(gòu)成要求（R+=R-）（一）、反相比例運(yùn)算電路結(jié)論：(1).閉環(huán)增益AUf只取決于Rf和R1；

(2).負(fù)號(hào)表示Ui與Uo反相；第7頁,共24頁，2024年2月25日，星期天（二）、同相比例運(yùn)算電路∞UiR1RfUoI1IfR2R2=R1//Rf(1)、∵I+=0∴(2)、(3)、(4)、∵I-=0，∴If=I1(5)、1.電路3.構(gòu)成要求2.分析（R+=R-）結(jié)論：閉環(huán)增益AUf只取決于Rf和R1；而與運(yùn)放本身無關(guān)。第8頁,共24頁，2024年2月25日，星期天同相比例運(yùn)算電路（特例）電路：∞UiRf=0UoR1=

R2當(dāng)Rf=0;R1=

時(shí)：上式中的電壓增益為：是一個(gè)理想的電壓跟隨器。第9頁,共24頁，2024年2月25日，星期天（一）、反相加法電路在反相比例電路的基礎(chǔ)上加一輸入支路，構(gòu)成反相加法電路。兩輸入電壓產(chǎn)生的電流都流向Rf

。所以輸出是兩輸入信號(hào)的比例和。圖07.01反相求和運(yùn)算電路

Rp第10頁,共24頁，2024年2月25日，星期天（二）同相加法電路在同相比例運(yùn)算電路的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)輸入支路，就構(gòu)成了同相輸入求和電路，如圖所示。圖07.02同相加法電路

因運(yùn)放具有虛斷的特性；對(duì)運(yùn)放同相輸入端的電位可用疊加原理。求得：第11頁,共24頁，2024年2月25日，星期天結(jié)論：(1).同相加法器的輸出電壓與輸入電壓U1

Un之和成正比。

(2).缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)某一支路的Rn會(huì)影響比例放大倍數(shù)。

(3).優(yōu)點(diǎn)：輸入阻抗高。第12頁,共24頁，2024年2月25日，星期天二、減法電路減法器為同、反相放大器的組合，利用疊加原理求解：圖07.02減法電路

1.只考慮U1作用時(shí)：2.只考慮U2作用時(shí)：同相端輸入電壓為：P

第13頁,共24頁，2024年2月25日，星期天3.總輸出電壓為：第14頁,共24頁，2024年2月25日，星期天三、積分電路積分運(yùn)算電路的分析方法與加法電路類似，反相積分運(yùn)算電路如圖所示：圖12.05積分運(yùn)算電路i(t)=if(t)i(t)=ui(t)/R1.利用運(yùn)放虛地的概念：2.電容兩端的電壓：第15頁,共24頁，2024年2月25日，星期天四、微分電路微分運(yùn)算電路如圖所示:

圖07.07微分電路反映了輸入輸出的微分關(guān)系。第16頁,共24頁，2024年2月25日，星期天五、對(duì)數(shù)電路

圖07.09對(duì)數(shù)運(yùn)算電路對(duì)數(shù)運(yùn)算電路見圖12.08。圖中二極管可用三極管發(fā)射接代替。第17頁,共24頁，2024年2月25日，星期天六、指數(shù)運(yùn)算電路

指數(shù)運(yùn)算電路如圖07.10所示。指數(shù)運(yùn)算電路相當(dāng)反對(duì)數(shù)運(yùn)算電路。

圖07.10指數(shù)運(yùn)算電路圖中二極管可用三極管發(fā)射接代替。第18頁,共24頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)、電壓比較器

一、單門限比較器二、遲滯比較器三、單片集成電壓比較器*四、窗口比較器*五、比較器的應(yīng)用

比較器是將一個(gè)模擬電壓信號(hào)與一個(gè)基準(zhǔn)電壓相比較的電路。常用的幅度比較電路有電壓幅度比較器、窗口比較器，具有遲滯特性的比較器。這些比較器的閾值是固定的，有的只有一個(gè)閾值，有的具有兩個(gè)閾值。第19頁,共24頁，2024年2月25日，星期天一、單門限比較器

(1)過零比較器和單門限電壓比較器過零電壓比較器是典型的幅度比較電路。其電路圖和傳輸特性曲線如圖所示。(a)(b)

圖07.01過零電壓比較器(a)電路圖(b)傳輸特性曲線只有一個(gè)門限的比較器第20頁,共24頁，2024年2月25日，星期天將過零電壓比較器的一個(gè)輸入端從接地改接到一個(gè)電壓值VREF

上,就得到單門限比較器。電路圖和傳輸特性曲線如圖所示。

圖07.02固定電壓比較器(a)電路圖(b)傳輸特性曲線第21頁,共24頁，2024年2月25日，星期天(2)比較器的基本特點(diǎn)工作在開環(huán)或正反饋狀態(tài)。開關(guān)特性，因開環(huán)增益很大，比較器的輸出只有高電平和低電平兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。非線性，因大幅度工作，輸出和輸入不成線性關(guān)系。第22頁,共24頁，2024年2月25日，星期天二、遲滯比較器U

稱為上限閾值(觸發(fā))電平。由輸出引一電阻分壓支路到同相