【正文】 EDA 實驗 調(diào)整可變電阻的大小，再觀察兩者電壓。 反相輸入端接 2V電壓。 48 第四節(jié)、運算放大器的 基本應用電路 實驗七 、 反相比例運算電路 實驗目的： 集成運放的運算功能。 輸入電阻高。 F12 // RRR ?根據(jù) u = u+ = 0 , i+ = i =iI =0 ， 則 :u+= u≈ uI i1 ≈ iF 什么負反饋？ 電壓并聯(lián)負反饋 46 第四節(jié)、運算放大器的 基本應用電路 iF i1 uI – + uO – + iI 1 2 ∞ + _ + RF R2 R1 從同相輸入端輸入信號 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)、運算放大器的 基本應用電路 RRA F1uf ??電壓跟隨器 當 R1=∞ (斷開 ) 或 RF = 0 時 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。 根據(jù) i+ = i =iI =0 ， 則 : i1 = iF+iI ≈iF。 u+ u uO ∞ + _ + rid 運用兩個重要依據(jù)，可大大簡化運放電路的分析 42 加減運算 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 負反饋元件 微分運算 —— R換 C 積分運算 ——RF換成 C 對數(shù)運算 指數(shù)運算 → 組合運算 乘法器 冪運算 除法運算 第四節(jié)、運算放大器的 基本應用電路 取決于反饋元件的性質(zhì) 43 二、反相輸入運算電路 從反相輸入端輸入信號 第四節(jié)、運算放大器的 基本應用電路 1 2 uI – + ∞ + _ + RF R2 R1 uO – + F12 // RRR ?加平衡電阻 R2（ 補償電阻 ）。 一、理想運算放大器 第四節(jié)、運算放大器的 基本應用電路 u+ u uO ∞ + _ + 集成運放可視為一個理想電壓放大器 uO＝ AuO(u+－ u) 41 “虛斷”的概念 i＋ ＝ i－ ＝ 0 即 : iI＝ 0 因 rid = ∞, iI近似為零。 ② 差模輸入電阻 rid→∞ 。 一、理想運算放大器 二、反相輸入運算電路 三、同相輸入比例運算電路 39 集成運放應用電路的分類 有無外加反饋， 組成不同功能 的應用電路 引入負反饋 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 運算電路 比例運算 反相 同相 加減運算 積分運算 微分運算 對數(shù)和指數(shù)運算 乘除運算 第四節(jié)、運算放大器的 基本應用電路 反饋網(wǎng)絡 負反饋應用 開環(huán)應用 正反饋應用 uO u+ u ∞ + _ + 40 集成運放的理想化條件 : ③ 開環(huán)輸出電阻 rO→0 。 12~177。 靜態(tài)時保證輸出電壓為 0的補償電壓 加一理想電壓源，幾毫伏級 uIO uO=0 ∞ + _ + 37 第三節(jié)、 運算放大器的 電壓傳輸特性和主要參數(shù) 最大共模輸入電壓 UOPP 失真不超過允許值時的最大輸出電壓，一般用 峰－峰值 表示，也稱為 動態(tài)輸出范圍 。精度越高， 運放 F007的 rO約為 500Ω。精度越高， 運放 F007的 rid約為 1~2MΩ。 無外加反饋時，差模放大倍數(shù) 越大越好 為了綜合考察對差模信號的放大能力和對共模信號的抑制能力，引入新參數(shù)。 差分放大電路的四種接法： 根據(jù)輸入端和輸出端接地情況不同。 零點漂移主要原因： 晶體管的溫漂導致 Q 點 的變化。 28 第二節(jié)、差分放大電路 Ra Rb U ＋ － b a 差分放大電路 （四）應用舉例 橫風傳感器 橫風 風速 模擬電信號 消除干擾、噪聲、漂移 物理變化量 電路信號處理 橫風傳感器電路框圖 29 Ra Rb U ＋ － b a T2 T1 +UCC RC RC RB RB UEE RE ＋uo－ 橫風傳感器 信號處理電路 橫風傳感器電路 第二節(jié)、差分放大電路 30 歸納 抑制 零點漂移的最好方法： 差分放大電路。 uO1 ＋ － uI ＋ － uO2 ＋ － UBB +UCC T2 T1 RC1 RC2 RB1 RB2 27 第二節(jié)、差分放大電路 單 端輸入 — 雙端輸出 uI ＋ － UBB +UCC T2 T1 RC1 RC2 RB1 RB2 +uO 信號源有一端接“地” ,用于將單端輸入信號轉(zhuǎn)換為單端輸出信號，作為下一級差放的差模輸入信號 。僅靠 RE負反饋作用。 雙入 單出 單入 雙出 單入 單出 雙入 雙出 第二節(jié)、差分放大電路 雙端輸入 — 雙端輸出 T2 T1 +UCC RC RC RB RB UEE RE ＋uO－ ＋uI－ 26 ? 靜態(tài)時 輸出端直流電位不為零。 25 （三）輸入、輸出方式 ? 零漂小，廣泛應用。 RE對有用信號有負反饋嗎？ iC2 iC1 R R UEE RE T2 T1 RC1 RC2 +UCC RB1 RB2 ＋ uo－ uI 2 + uI 2 + uI ＋ － 雙入 — 雙出差動電路的放大能力只相當單管的放大能力。 22 iC1 uC1 對有用信號的放大作用 差模信號 —— 大小相等，方向相反的信號。 20 EDA 實驗 第二節(jié)、差分放大電路 差分放大電路（無輸入信號） 21 EDA 實驗 第二節(jié)、差分放大電路 結(jié) 論 : 實驗數(shù)據(jù)： uC1 uC2 uo 溫度 270C 7. 108V 7. 108 V 0V 溫度 800C 7. 045V 7. 045V 0V 無溫度影響時，差放的輸出電壓為零。 測量無溫度影響時差分放大電路的輸出電壓 uo=UCQ1UCQ2=0 。 無輸入信號狀態(tài)。 19 實驗六、差分放大電路 (無輸入 ) 實驗目的： 差分 放大電路 抑制零漂的原理。 零漂電壓折合到輸入端，相當兩管輸入端加共模信號。 Ta ?iC ?iC2 ?uC1=? uC2 ?uC?uC2 uO= ?uC1 ?uC2 uO=UCQ1 UCQ2＝ 0 ICQ1 ICQ2 (二 )工作原理 uI2 uI1 ＋ uO－ UEE RE T2 T1 RC1 RC2 +UCC RB1 RB2 有無輸出電壓？ 漂移電壓在輸出端如何抵消？ =(UCQ1 ?uC1)( UCQ2?uC2)＝ 0 第二節(jié)、差分放大電路 18 （ 2）公用 RE對零漂電壓有很強的負反饋。 第二節(jié)、差分放大電路 16 T1 T2 電路對稱 雙端輸入 — 雙端輸出接法 公用發(fā)射極電阻 RE （一）電路組成 第二節(jié)、差分放大電路 二、差分放大電路 R R UEE RE T2 T1 RC1 RC2 +UCC RB1 RB2 ＋ uo－ uI 2 + uI 2 + uI ＋ － 雙電源 —— UCC一定時 ， RE過大，使 ICQ過小 ， Q點偏低，接入電源 UEE補償直流壓降 。 （ 4）抑制方法： 直流反饋： Q點穩(wěn)定電路 差動放大電路 （ 2）產(chǎn)生原因： 溫度影響、管子老化，電源電壓波動。 對于直接耦合 :使漂移信號逐級被放大。 第二節(jié)、差分放大電路 14 uO t O 零點漂移現(xiàn)象 （ 1） 零點漂移現(xiàn)象： 輸入信號為零時，輸出電壓不為零 ,且緩慢變化 (偏離初始值 )的現(xiàn)象。 缺點： ①各級直流狀態(tài)相互影響，設計調(diào)試不便。 RB2 13 優(yōu)點： ①低頻特性好：可放大變化緩慢的信號。 T1和 T2的直流相互流通。B1 R39。 ②低頻特性差： C對變化緩慢的低頻信號容抗大，低頻信號大部分衰減在 C上，不向后級傳遞。 11 優(yōu)點： 各級直流狀態(tài)獨立，設計調(diào)試方便。 一、直接耦合方式 二、差分放大電路 10 第二節(jié)、差分放大電路 一、直接耦合方式 耦合 —— 級與級之間的連接方式。 偏置電路 —— 建立 Q點，采用恒流源電路。 輸出級 —— 要求 Ro小，帶負載能力強。 7 第一節(jié)、概 述 偏置電路 輸 入 級 中 間 級 輸 出 級 輸入端 輸出端 （二）電路的框圖及組成 方框圖 8 第一節(jié)、概 述 結(jié)論： 集成運放具有電壓放大倍數(shù)大，輸入電阻高（幾百千歐），輸出電阻低（幾百歐） ，零漂小等優(yōu)點。 6 第一節(jié)、概 述 （二）分類 集成運算放大器就是模擬集成電路的基礎電路 模擬集成： 集成運算放大器、集成功率放大器、集成穩(wěn)壓電源等 數(shù)字集成： 集成門電路、集成觸發(fā)器 二、集成運算放大器的概念 （一）什么是集成運算放大器 高增益多級直接耦合放大器 初期，用于信號的數(shù)字運算。1 第三節(jié)、運算放大器的電壓傳輸特性和主要參數(shù) 第二節(jié)、差分放大電路 第一節(jié)、概述 第六節(jié)、運算放大器的非線性應用 第七節(jié)、運算放大器的選用及使用注意問題 第五節(jié)、運算放大器的線性應用 第四節(jié)、運算放大器的基本應用電路 5 第一節(jié)、概 述 一、集成電路簡介 （一）什么是集成電路 集成電路 —— 集 元器件、電路、系統(tǒng)為一體的新型電子器件。 優(yōu)點： 體積小、功耗低、可靠性高、成本低。目前，應用于信號的產(chǎn)生、放大、交換、處理、測量等。 中間級 —— 進行電壓放大，要求電壓放大倍數(shù)大， 采用共射電路。供給負載較 大功率，采用互補對稱的射極輸出器。 輸入級 —— 要求減少零點漂移，提高 Ri，采用差 分放大電路。 阻容耦合 直接耦合 變壓器耦合 耦合方式 光電耦合 輸出端 輸入端 A1 An A2 多級放大電路 —— 選擇多個基本放大電路，合理連接。 缺點： ①不利于集成化： C容量大 ,制做困難。 第二節(jié)、差分放大電路 阻容耦合方式 CE1 C1 RB1 RB2 RE RC T1 +Ucc uO – + uI – + uO1 uI2 CE2 C3 R39。B2 RE2 RC2 T2 C2 12