模擬電子技術(shù) 課件 18 單電源運(yùn)算放大器

模擬電子技術(shù)梁長(zhǎng)垠教授梁長(zhǎng)垠教授項(xiàng)目三集成運(yùn)算放大電路的制作與測(cè)試單電源運(yùn)放結(jié)構(gòu)01單電源運(yùn)放特點(diǎn)02單電源反相放大器03單電源同相放大器04一、單電源運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)1.雙電源與單電源模型單電源供電3.軌對(duì)軌運(yùn)放（滿擺幅放大器）雙電源供電雙電源的總動(dòng)態(tài)范圍、輸出電壓/電流、精度、負(fù)載抗干擾性優(yōu)于單電源運(yùn)放；單電源的輸入輸出電壓范圍相比供電電源電壓來(lái)說(shuō)更大。單電源供電運(yùn)放的電源電路簡(jiǎn)單，但是運(yùn)放的輸出只能是單極性，如果需要輸出雙極性的信號(hào)，必須選用雙電源供電的運(yùn)放。2.雙電源與單電源性能比較允許輸入電位在從負(fù)電源到正電源的整個(gè)區(qū)間變化，輸出端可以輸出到Vcc或者Vee電平。單電源放大器結(jié)構(gòu)01單電源放大器特點(diǎn)02單電源反相放大器03單電源同相放大器04二、單電源運(yùn)算放大器特點(diǎn)（1）單電源供電時(shí)，只能用正電源供電，負(fù)電源接地。使得輸出的動(dòng)態(tài)范圍被限制在正電壓范圍區(qū)間，不能提供負(fù)的電壓輸出。（2）單電源供電的同相比例放大器輸入信號(hào)不能為負(fù)值（3）單電源供電的反相比例放大器輸入信號(hào)不能為正值（4）單電源供電的運(yùn)放要放大交流信號(hào)必須提供合適的偏置電壓，由于在大部分的應(yīng)用中，輸入與輸出都是參考電源地，所以輸入、輸出信號(hào)都需要加交流耦合電容用來(lái)隔離虛地與地之間的直流電壓。單電源放大器結(jié)構(gòu)01單電源放大器特點(diǎn)02單電源反相放大器03單電源同相放大器04三、單電源反相放大器1.電路結(jié)構(gòu)2.單電源反相交流放大器若反相輸入端輸入的信號(hào)為小于零的信號(hào)（直流或交流的負(fù)半周），則放大器的輸出電壓放大倍數(shù)為-Rf/R1。若反相輸入端的信號(hào)為完整的正弦交流信號(hào)，則信號(hào)的正半周不能正常放大。單電源反相放大電路單電源反相交流放大電路欲實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦交流信號(hào)的正常放大，必須通過(guò)在同相輸入端加偏置電壓的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。將VCC/2加到同相輸入端。按“虛短”概念，反相端靜態(tài)電壓

是VCC/2。在直流等效電路中，所有電容開(kāi)路，電路是一個(gè)電壓跟隨器，運(yùn)放直流輸出電壓為+0.5VCC，電壓增益為1，輸入失調(diào)電壓最小。在交流等效電路中，電容短路，電路是一個(gè)反相放大器，電壓增益為-Rf/R1。在同相輸入端有一個(gè)旁路電容，可以減小同相輸入端的紋波電壓和噪聲。三、單電源反相放大器3.單電源反相放大器原理仿真4.單電源反相交流放大器原理仿真單電源放大器結(jié)構(gòu)01單電源放大器特點(diǎn)02單電源反相放大器03單電源同相放大器04四、單電源同相放大器1.電路結(jié)構(gòu)2.單電源同相交流放大器若同相輸入端輸入的信號(hào)為大于零的信號(hào)（直流或交流的正半周），則放大器的輸出電壓放大倍數(shù)為1+RF/R1。若同相輸入端的信號(hào)為完整的正弦交流信號(hào)，則信號(hào)的負(fù)半周不能正常放大。單電源同相放大電路單電源同相交流放大電路輸入、輸出端采用耦合電容將運(yùn)算放大器電路與前后級(jí)進(jìn)行直流隔離，以防止前后級(jí)電路的直流電位對(duì)運(yùn)算放大器的影響；為得到最大輸出擺幅，需要將同相輸入端偏置在電源電壓的一半后作為虛地接到放大器的輸入引腳上。由于負(fù)反饋的作用，反相輸入端的電壓也被自舉到同一電壓值。在直流等效電路中，所有電容開(kāi)路，且電路的電壓益為1，使得輸出失調(diào)電壓最小。運(yùn)放的直流輸出電壓為+0.5VCC，而輸出耦合電容將該電壓與后面的負(fù)載相隔離。在交流等效電路中，所有電容短路。當(dāng)輸入交流信號(hào)時(shí)，被放大的輸出信號(hào)可以加到負(fù)載上。如果采用軌對(duì)軌的運(yùn)放，最大