【正文】 ui不是線性關(guān)系 uo有兩種可能 uo＝＋ UOm 高電平 uo＝－ UOm 低電平 ＋ UCC － UEE 電壓傳輸特性 uO ui=u+ u O 線性區(qū) 非線性區(qū) 因 Auo=∞ ui很小，要加負(fù)反饋 不加反饋，或加正反饋 35 第三節(jié)、 運(yùn)算放大器的 電壓傳輸特性和主要參數(shù) 開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù) Auo 共模抑制比 KCMRR 二、主要參數(shù) 運(yùn)放 F007的 AO約為 100db(105倍 )。 無(wú)外加反饋時(shí)，差模放大倍數(shù) 越大越好 為了綜合考察對(duì)差模信號(hào)的放大能力和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，引入新參數(shù)。 KCMR = 差模 Ad 共模 AC 運(yùn)放 F007的 KCMRR約為 80db u+ u uO ∞ + _ + 36 第三節(jié)、 運(yùn)算放大器的 電壓傳輸特性和主要參數(shù) 開(kāi)環(huán)輸出電阻 rO 開(kāi)環(huán)輸入電阻 rid(差模輸入電阻 ) rid越大，從信號(hào)源流入的電流越小。精度越高， 運(yùn)放 F007的 rid約為 1~2MΩ。 rO越小， 運(yùn)放帶負(fù)載能力 越強(qiáng)。精度越高， 運(yùn)放 F007的 rO約為 500Ω。 輸入失調(diào)電壓 Uio 由于差分放大電路的不對(duì)稱，輸入電壓為零時(shí)， 輸出電壓不為零。 靜態(tài)時(shí)保證輸出電壓為 0的補(bǔ)償電壓 加一理想電壓源，幾毫伏級(jí) uIO uO=0 ∞ + _ + 37 第三節(jié)、 運(yùn)算放大器的 電壓傳輸特性和主要參數(shù) 最大共模輸入電壓 UOPP 失真不超過(guò)允許值時(shí)的最大輸出電壓，一般用 峰－峰值 表示，也稱為 動(dòng)態(tài)輸出范圍 。運(yùn)放 F007的 UOPP約為 177。 12~177。 13V。 一、理想運(yùn)算放大器 二、反相輸入運(yùn)算電路 三、同相輸入比例運(yùn)算電路 39 集成運(yùn)放應(yīng)用電路的分類 有無(wú)外加反饋， 組成不同功能 的應(yīng)用電路 引入負(fù)反饋 不加反饋 單限電壓比較器 加正反饋 滯回電壓比較器 非正弦波發(fā)生器 有源濾波 低通 高通 帶通 帶阻 運(yùn)算電路 比例運(yùn)算 反相 同相 加減運(yùn)算 積分運(yùn)算 微分運(yùn)算 對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算 乘除運(yùn)算 第四節(jié)、運(yùn)算放大器的 基本應(yīng)用電路 反饋網(wǎng)絡(luò) 負(fù)反饋應(yīng)用 開(kāi)環(huán)應(yīng)用 正反饋應(yīng)用 uO u+ u ∞ + _ + 40 集成運(yùn)放的理想化條件 : ③ 開(kāi)環(huán)輸出電阻 rO→0 。 ① 開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù) AuO→∞ 。 ② 差模輸入電阻 rid→∞ 。 ④ 共模抑制比 KCMRR→∞ 。 一、理想運(yùn)算放大器 第四節(jié)、運(yùn)算放大器的 基本應(yīng)用電路 u+ u uO ∞ + _ + 集成運(yùn)放可視為一個(gè)理想電壓放大器 uO＝ AuO(u+－ u) 41 “虛斷”的概念 i＋ ＝ i－ ＝ 0 即 : iI＝ 0 因 rid = ∞, iI近似為零。 “虛短”的概念 u+ ＝ u 即 u+ － u＝ 0 線性區(qū)分析依據(jù) iI 第四節(jié)、運(yùn)算放大器的 基本應(yīng)用電路 因 AuO= ∞ ， uO＝ AuO(u+－ u)， ui很小即可產(chǎn)生 uO。 u+ u uO ∞ + _ + rid 運(yùn)用兩個(gè)重要依據(jù)，可大大簡(jiǎn)化運(yùn)放電路的分析 42 加減運(yùn)算 ui多路輸入反相端 —— 反相求和 ui多路輸入同相端 —— 同相求和 ui多路輸入兩輸入端 —— 加減法 二 、 三極管 比例運(yùn)算 ui反相端入 —— 反相比例 ui同相端入 —— 同相比例 電容 C 電阻 R 負(fù)反饋元件 微分運(yùn)算 —— R換 C 積分運(yùn)算 ——RF換成 C 對(duì)數(shù)運(yùn)算 指數(shù)運(yùn)算 → 組合運(yùn)算 乘法器 冪運(yùn)算 除法運(yùn)算 第四節(jié)、運(yùn)算放大器的 基本應(yīng)用電路 取決于反饋元件的性質(zhì) 43 二、反相輸入運(yùn)算電路 從反相輸入端輸入信號(hào) 第四節(jié)、運(yùn)算放大器的 基本應(yīng)用電路 1 2 uI – + ∞ + _ + RF R2 R1 uO – + F12 // RRR ?加平衡電阻 R2（ 補(bǔ)償電阻 ）。 為使輸入級(jí)兩差分放大管對(duì)稱 , 負(fù)反饋電阻 深度負(fù)反饋 FAFAA 11f ??? 放大倍數(shù)取決于反饋網(wǎng)絡(luò)，與基本放大電路無(wú)關(guān) 什么負(fù)反饋？ 電壓并聯(lián)負(fù)反饋？ 44 從反相輸入端輸入信號(hào) 根據(jù) u = u+ = 0 , ―虛地”。 根據(jù) i+ = i =iI =0 ， 則 : i1 = iF+iI ≈iF。 1I1I1 RuRuui ??? ?　 1FIORRuuAuf ???FOFOf RuRuui ???? ? 　 　I1FO uRRu ??故 　電壓放大倍數(shù)： 第四節(jié)、運(yùn)算放大器的 基本應(yīng)用電路 1 2 uI – + ∞ + _ + RF R2 R1 uO – + iF i1 iI 負(fù)號(hào)表示 uO與 ui反相 45 第四節(jié)、運(yùn)算放大器的 基本應(yīng)用電路 uI – + uO – + iF i1 iI 1 2 ∞ + _ + RF R2 R1 三、同相輸入運(yùn)算電路 從同相輸入端輸入信號(hào) 加平衡電阻 R2（ 補(bǔ)償電阻 ）。 F12 // RRR ?根據(jù) u = u+ = 0 , i+ = i =iI =0 ， 則 :u+= u≈ uI i1 ≈ iF 什么負(fù)反饋？ 電壓并聯(lián)負(fù)反饋 46 第四節(jié)、運(yùn)算放大器的 基本應(yīng)用電路 iF i1 uI – + uO – + iI 1 2 ∞ + _ + RF R2 R1 從同相輸入端輸入信號(hào) 1i11 RuRui ???? ?FIOFOf RuuRuui ??????I1FO )1( uRRu ??故電壓放大倍數(shù)： 1F1uf RRA ?? uO與 uI同相 47 1IOuf ?? uuA同相比例電路電壓放大倍數(shù)： 同相比例電路特例 第四節(jié)、運(yùn)算放大器的 基本應(yīng)用電路 RRA F1uf ??電壓跟隨器 當(dāng) R1=∞ (斷開(kāi) ) 或 RF = 0 時(shí) uI – + uO – + ∞ + _ + 與分立元件的射極輸出器相比： 具有良好的電壓跟隨和隔離作用。 電壓放大倍數(shù) Auf=1。 輸入電阻高。 輸出電阻低。 48 第四節(jié)、運(yùn)算放大器的 基本應(yīng)用電路 實(shí)驗(yàn)七 、 反相比例運(yùn)算電路 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?集成運(yùn)放的運(yùn)算功能。 建立電路： 取一個(gè)理想的運(yùn)放、電阻、可變電 阻組成 反相比例運(yùn)算 電路 同相 輸入端接地。 反相輸入端接 2V電壓。 實(shí)驗(yàn)步驟： 觀察輸出電壓和輸入電壓的大小。 EDA 實(shí)驗(yàn) 調(diào)整可變電阻的大小，再觀察兩者電壓。 鏈接 EDA7 49 第四節(jié)、運(yùn)算放大器的 基本應(yīng)用電路 EDA 實(shí)驗(yàn) 反相比例運(yùn)算電路 50 第四節(jié)、運(yùn)算放大器的 基本應(yīng)用電路 結(jié) 論 : 輸出電壓與輸入電壓成比例且具有反相 的關(guān)系。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ： 輸出電壓（ mV） 輸入與輸出關(guān)系 可變電阻 100k*35% 可變電阻 100k*95% 950 IfO uRRu ??EDA 實(shí)驗(yàn) 一、加法運(yùn)算電路 二、減法運(yùn)算電路 三、積分運(yùn)算電路 四、微分運(yùn)算電路 五、 PI調(diào)節(jié)器 六、交流電壓表電路 七、電壓源和電流源 八、有源低通濾波器 九、電流、電壓轉(zhuǎn)換電路 十、精密放大電路 53 一、加法運(yùn)算電路 f3i2i1i2 R//R//R//RR ?平衡電阻（補(bǔ)償電阻） 在同一輸入端 輸入多組信號(hào) 第五節(jié)、運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用 運(yùn)放的線性應(yīng)用主要實(shí)現(xiàn)各種模擬信號(hào)的比例、加減、微分、積分、對(duì)數(shù)、指數(shù)等運(yùn)算，以及有源濾波、信號(hào)檢測(cè)、采樣保持等。用途十分廣泛。 uO – + uI3 uI2 uI1 RF R1 R3 R2 ∞ + _ + R2 1 2 54 在同一輸入端 輸入多組信號(hào) 第五節(jié)、運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用 iF iI uO – + uI3 uI2 uI1 i1 i2 i3 根據(jù) u = u+ , i+ = i =iI =0 ， 則 :u+= u≈0, i1+i2+i3≈ iF RF R1 R3 R2 ∞ + _ + R2 1 2 3I332I221I11 , RuiRuiRui ???fO321f Ruiiii ?????)()(3I3F2I2F1I1FF321FFOuRRuRRuRRRiiiRiu??????????當(dāng)： 1321 RRRR ??? 時(shí)： )( 3I2I1I1fO uuuRRu ????55 第五節(jié)、運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用 iF iI uO – + uI3 uI2 uI1 i1 i2 i3 RF R1 R3 R2 ∞ + _ + R2 1 2 [例 351]:已知： R1=R2=R3=10kΩ, RF= 50kΩ，ui1= ， ui2= 1V， ui3= V。 試計(jì)算 :輸出電壓 uO。 解： 6 . 5 VV)]()1([1050)( 3I2I1I1fO??????????? uuuRRu56 運(yùn)算放大器的串級(jí)應(yīng)用 解題思路 第五節(jié)、運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用 R3 RF2 ∞ + _ + A1 ∞ + _ + A2 R1 R2 R4 RF1 uI1 uI2 uO1 uO2 – + 求輸出電壓 uO。 先判別 A A2電路 。 按順序（信號(hào)流經(jīng)），先算 A1的 uO1。 其做為 A2的 uI2，再對(duì) A2進(jìn)行運(yùn)算 。 uO里含有與 uI uI2的運(yùn)算關(guān)系 。 57 第五節(jié)、運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用 [例 351]:已知： R1=10kΩ,R2=50kΩ,R3=R4, RF1= 10kΩ， RF1= 500kΩ， ui1= 30mV， ui2= 50mV。 試計(jì)算 :輸出電壓 uO2。 解： R3 RF2 ∞ + _ + A1 ∞ + _ + A2 R1 R2 R4 RF1 uI1 uI2 uO1 uO2 – + A1是 同相輸入運(yùn)算電路， A2是加法運(yùn)算電路。 1i1F1O1 uRRu ?? 0 0)505 0 0105 0 0()(2i1O2I2F11O1F2O??????????muuuRRuRRu58 F1O1111i11)(RRuuuRiuu ii ???????i23232 uRRRu??1i1Fi23231FO )R1( uRRuRRRRu ????兩個(gè)輸入端都輸入信號(hào) 第五節(jié)、運(yùn)