[工學(xué)]集成運(yùn)算放大器(完整版)
【正文】 成反相加法運(yùn)算電路 因 虛短 , u–= u+= 0 Fo3i3i2i2i1i1i RuRuRuRu ????故得Fo3i3i2i2i1i1iRuuRuuRuuRuu ??????? ????因 虛斷 ， i– = 0 所以 ii1+ ii2 + ii3 = if uo_R 1 3 R Fi i 3 i fR2R1 2ii 2R1 1ii 1ui 1ui 2ui 3∞_ 平衡電阻： R2= Ri1 // Ri2 // Ri3 // RF F F Fo i1 i2 i31 1 1 2 1 3()R R Ru u u uR R R? ? ? ? 減法運(yùn)算 由虛斷可得： 2i3 23 uRRRu???由虛短可得： ?? ? uu分析方法 1： ui2 uo RF ui1 R3 R2 + + ? – ? R1 + – + + – – 如果取 R1 = R2 ， R3 = RF )( 1i2i1Fo uuRRu ??則： 如 R1 = R2 = R3 = RF 1i2io uuu ??則：R2 // R3 = R1 // RF 輸出與兩個(gè)輸入信號的差值成正比。 結(jié)論： ① Auf 為正值，即 uo與 ui 極性相同。共模輸入電壓低。超出此值，運(yùn)放的共模抑制性能下降，甚至造成器件損壞。接 +15V穩(wěn)壓電源。 ? 偏置電路： 為上述各級電路提供穩(wěn)定和合適的偏置電流，決定各級的靜態(tài)工作點(diǎn)，一般由各種恒流源電路組成。 。 2. 理解運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性，理解理想 運(yùn)算放大器并掌握其基本分析方法。 ?集成電路包括集成運(yùn)算放大器、集成功率放大器、集成穩(wěn)壓電源和集成數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器等 集成運(yùn)算放大器的簡單介紹 ? 集成運(yùn)算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多級直接耦合放大電路。 ? 中間級： 要求電壓放大倍數(shù)高。 ? 4為負(fù)電源端。 2. 開環(huán)差模電壓增益 Auo 運(yùn)放沒有接反饋電路時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)。我們只介紹前面幾種電路： 比例運(yùn)算； 加法運(yùn)算； 減法運(yùn)算； 積分運(yùn)算； 微分運(yùn)算。 ④ 因 u–= u+= 0 ， 所以 反相輸入端“虛地”。 當(dāng) R1= ? 且 RF = 0 時(shí)， uo = ui ， Auf = 1， 稱電壓跟隨器。 輸出電壓隨時(shí) 間線性變化 Ui –Ui io1FUutRC??【 例 】 試求下圖所示電路的與的關(guān)系式。 無源濾波器： 由電阻、電容和電感組成的濾波器。 ,0 時(shí)當(dāng) ??,時(shí)當(dāng) ???20f0)(1)(j????? uATf0)(j uAT ??0)(j ??T?????01Fioj11)(j)(j)(j????RRUUT若頻率 ? 為變量，則 電路的傳遞函數(shù) ?? 0f0j1 ?? uA其模為 ,0時(shí)當(dāng) ?? ?2)(j f0uAT ?? 幅頻特性 f021uA?0 | Auf0 | | T(j?) | ? O S uC + – ui + – uo + – + + ? – ? 模擬開關(guān) 模擬輸入信號 采樣保持電路 采樣保持電路 ，多用于模 數(shù)轉(zhuǎn)換電路（ A/D） 之前 。由此來判斷輸入信號的 大小和極性。 UZRFR3U ??? ????_∞ 電路中引入正反饋 (1) 提高了比較器的響應(yīng)速度； (2) 輸出電壓的躍變不是發(fā)生 在同一門限電壓上。 特點(diǎn)： 不用外接輸入信號，即有輸出信號。 2. 工作原理 A1：滯回比較器， 因 u = 0 ，所以當(dāng) u+ = 0時(shí) ，A1狀態(tài)改變 輸出 uo1 改變 (+UZ 躍變到 –UZ 或 –UZ 躍變到 +UZ)， 0o2111o2121 ?????? uRRRuRRRu當(dāng) ? ? 時(shí)，即當(dāng) Z121o12o URRuRRu ?????同時(shí)積分電路的輸入、輸出電壓也隨之改變。 擴(kuò)大輸出電流 由于運(yùn)算放大器的輸出電流一般不大，如果負(fù)載需要的電流較大時(shí)，可在輸出端接一級互補(bǔ)對稱電路 擴(kuò)大輸出電流。 使用運(yùn)算放大器應(yīng)注意的幾個(gè)問題 集成運(yùn)放的用途廣泛 ， 在使用前必須進(jìn)行測試 ，使用中應(yīng)注意其電參數(shù)和極限參數(shù)符合電路要求 ，同時(shí)還應(yīng)注意以下問題 。 ? 2. 工作原理 uo 通過 RF 對電容 C充電， uc 按指數(shù)規(guī)律增長。+ ： ui 逐漸增加時(shí)的門限電壓 下門限電壓 U+： ui 逐漸減小時(shí)的門限電壓 兩者之差稱為 回差電壓 o ( s a t )F 2 2 2Δ URRRUUU??????? ??與過零比較器相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1. 改善了輸出波形在躍變時(shí)的陡度。 運(yùn)放工作在開環(huán)狀態(tài)或引入正反饋。 用于數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)控制及程序控制等裝置中。 缺點(diǎn)： 低頻時(shí)體積大，很難做到小型化。改變 CF和 RF，可調(diào)整比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)，以滿足控制系統(tǒng)的要求。 uo ui + + – – + + ? – ? 左圖是一電壓跟隨器，電源經(jīng)兩個(gè)電阻分壓后加在電壓跟隨器的輸入端，當(dāng)負(fù)載 RL變化時(shí)，其兩端電壓 uo不會隨之變化。 求： 1. Auf 、 R2 ； 2. 若 R1不變，要求 Auf為 – 10，則 RF 、 R2 應(yīng)為 多少？ 解： 1. Auf = – RF ? R1 = –50 ? 10 = –5 R2 = R1 ?? RF
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