第七章集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用(已修改)
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【正文】 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 集成運(yùn)放應(yīng)用基礎(chǔ) 運(yùn)算電路 有源濾波電路 電壓比較器 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 集成運(yùn)放應(yīng)用基礎(chǔ) 低頻等效電路 ＋ ＋－－＋ridAodUidroUidUo( a ) 簡化等效電路＋－UUUoUi( b ) 運(yùn)放符號＋∞圖 7 1 集成運(yùn)放低頻等效電路 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 理想集成運(yùn)算放大電路 (1) 開環(huán)電壓放大倍數(shù) Aod=∞。 (2) 輸入電阻 rid=∞。 ric=∞； (3) 輸入偏置電流 IB1=IB2=0。 (4) 失調(diào)電壓 UIO、 失調(diào)電流 IIO以及它們的溫漂 均為零 。 (5) 共模抑制比 CMRR=∞。 (6) 輸出電阻 rod=0。 (7) 3dB帶寬 fh=∞。 (8) 無干擾、 噪聲。 dTdIdTdU IOIO 、 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 集成運(yùn)放的線性工作區(qū) 放大器的線性工作區(qū)是指輸出電壓 Uo與輸入電壓 Ui成正比時(shí)的輸入電壓 Ui的取值范圍 。 記作 Ui min～ Ui max。 uoiuoiiuOAUUAUUUAUm a xm a xm i nm i n, ???Uo與 Ui成正比 , 可表示為 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 代表運(yùn)放同相輸入端的電位； U 代表運(yùn)放反相輸入端的電位； 其中 , , 只是兩者的規(guī)定正方向相反 。 當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí) , 作為一個(gè)線性放大器件 , 它的輸出信號和輸入信號之間滿足如下關(guān)系 : ?U????????UUUUUU?U ?U?? ??? UAUUAU ododo )((71) 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 例如 F007開環(huán)時(shí) Aod=105, UOL=10V, UOH=+10V, 則其線性區(qū)為 ~+。 如果外加負(fù)反饋 , 使閉環(huán)增益Auf=100, 則 mVVAUAUUmVVAUAUUufOHufoiufOLufoi1001010010m a xm a xm i nm i n???????????????? 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 ?UUUUAU oodo???????0無究小量 對于理想運(yùn)放 , 由于 Aod=∞, Uo是有限值 , 所以當(dāng)其工作在線性狀態(tài)時(shí) , 由公式 (7 1) 00???????????無究小量無究小量icicidrUIIrUII故 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 集成運(yùn)放的非線性工作區(qū) 運(yùn)放的非線性工作區(qū)是指其 Uo與 不成比例時(shí) , 的取值范圍 。 ?U?Uudo AU ? ?U 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 正向飽合區(qū)UOHUOL負(fù)向飽合區(qū)UoO U圖 7 – 2 理想運(yùn)放開環(huán)傳輸特性 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 )47(,,?????????????????????狀態(tài)不定時(shí)當(dāng)負(fù)向飽和時(shí)當(dāng)正向飽和時(shí)當(dāng)OHooLOLoOHoUUUUUUUUUUUUU 由于理想運(yùn)放的 rid=ric=∞, 而輸入電壓總是有理值 , 所以不論輸入電壓是差模信號還是共模信號 ,流過兩輸入端的電流 , 即 ?I ?I0??? ?? 無窮小量II 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 運(yùn) 算 電 比例運(yùn)算電路 1. UoRf＋－ ∞＋I(xiàn)1IIfUiR1R ′I圖 7 – 3 反相比例運(yùn)算電路 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 因?yàn)? , 所以 0??I039。 ?? ?? RIU又因?yàn)? , 所以 0???U1110RURUUIUUUii ???????????0???U因?yàn)? ， 所以 fII ?1 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 ifffo URRRIU1????該式表明 , Uo與 Ui是比例關(guān)系 , 其比例系數(shù)是 Rf/R1, 負(fù)號表示 Uo與 Ui相位相反 。 作為一個(gè)放大器 , 其閉環(huán)增益 、 輸入電阻 、 輸出電阻分別為 所以 0111??????oiiffioufrRIUrRRUUA 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2. 同相比例運(yùn)算電路 UoRf＋－ ∞＋I(xiàn)1IfUiR1R ′II圖 7 – 4 同相比例運(yùn)算電路 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 因?yàn)? ， 所以 0??Iii UURIU ???? ?? 39。因?yàn)? ， 所以 0???IiffffoifURRRRRRIRIURUII????????????????11111111???????IUrRRUUAiifiouf110?or電壓增益 輸入電阻 輸出電阻 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 若圖 7 4 中的 R1=∞或 Rf=0, 則 Uo=Ui, 此時(shí) , 該電路構(gòu)成電壓跟隨器 , 分別如圖 7 5(a)、 (b)所示 。 圖 7 5(a)中 , Rf具有限流保護(hù)作用 , R′=Rf, 以滿足平衡條件 RfUo＋－ ∞＋R ′Ui( a )Uo＋－ ∞＋Ui( b )圖 7 – 5 電壓跟隨器 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 3. 差動(dòng)比例運(yùn)算電路 UoR1Rf＋－ ∞＋R2RpUi1Ui2Ii圖 7 – 6 差動(dòng)比例運(yùn)算電路 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 21 ooo UUU ??)( 111211foifoRRRUUURRU?????1222212112112ipippfoippfoippURRURRRRRRUURRRRPRUURRRUU????????????因?yàn)? 所以 所以 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 若滿足平衡條件 R1∥ Rf=R2∥ Rp， 則 1212ififo URRURRU ??若滿足對稱條件 R1=R2, Rf=Rp，則 )()(211211iifoiifoUURRUUURRU?????或 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 當(dāng)滿足對稱條件時(shí) , 其差模電壓增益 Aud為 02112121?????????oiiiidfiioudrRRIUUrRRUUUA差模輸入電阻為 輸出電阻 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 1. 反相求和電路 UoR1RfR2I3＋－ ∞＋R3I2I1R ′IIfUi1Ui2Ui3圖 7 – 7 反相求和電路 第七章 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 因?yàn)?Rf引入負(fù)反饋 , 所以運(yùn)放工作在線性區(qū) , 故 。0,0 39。 ???? ???? RUUII321321
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