【正文】 第二節(jié)、差分放大電路 直接耦合方式 T2的基極電阻為 T1的 RC1 ,省去 RB2。 RB1 RC1 RS +UCC RC2 RL T1 T2 Us uO – + uI – + 直接耦合 —— 前級(jí)輸出端直接接到后級(jí)輸入端。 ②利于集成化： 沒有大容量 C，易于集成。 ②存在溫度漂移（零點(diǎn)漂移）現(xiàn)象。 ui=0 – + 直接耦合 放大電路 mV uO – + 第二節(jié)、差分放大電路 對(duì)于阻容耦合 :電容對(duì)漂移信號(hào)容抗大，漂移 被隔在本級(jí)，不被放大。 15 （ 3）危害： 當(dāng)漂移電壓和信號(hào)電壓頻率相近時(shí)（ 變化緩慢 ），難以分辨，有用信號(hào)被淹沒。 主要是溫度變化引起半導(dǎo)體器件參數(shù)的變化，導(dǎo)致 Q點(diǎn)的變化。 17 抑制零漂原理 無信號(hào)、無溫度影響時(shí)： 無信號(hào)、 受溫度影響后： （ 1）電路對(duì)稱性，使每管零漂電壓在輸出相互抵消。 uE＝ 2 ?iC1 RE 如果電路不對(duì)稱怎么辦？ RE對(duì)漂移電壓為何有負(fù)反饋？ 第二節(jié)、差分放大電路 ICQ1 ICQ2 uI2 uI1 ＋ uO－ UEE Re T2 T1 RC1 RC2 +UCC RB1 RB2 共模信號(hào) —— 大小相等，方向相同的信號(hào)。 RE也稱 共模 反饋電阻。 建立電路： 雙端輸入 — 雙端輸出接法。 EDA 實(shí)驗(yàn) 第二節(jié)、差分放大電路 鏈接 EDA6 實(shí)驗(yàn)步驟： 用電壓表分別測量 T T2的 C極輸出電壓 uC1與 uC2 。 測量受溫度影響后差分放大電路的輸出電壓 uo=?uC1?uC2=0 。 受溫度影響后，每管的輸出電壓減小了，但差放的輸出電壓仍為零。 iC2 iC1 R R UEE RE T2 T1 RC1 RC2 +UCC RB1 RB2 ∴ ? uO＝ ? uC1 － (－ ? uC2 ) ＝ 2 ? uC1 差模信號(hào)有輸出嗎？ （ 1）采用差模輸入方式 另一管 iC2 uC2 ＋ uo－ uI 2 + ui 2 + uI ＋ － 輸入端有差別 輸出才有變動(dòng) 第二節(jié)、差分放大電路 23 第二節(jié)、差分放大電路 （ 2）公用 RE無負(fù)反饋?zhàn)饔? 經(jīng) RE 的 iC的增量和減量 抵消， RE上無差模信號(hào)電壓 。 beCIOd rRuuA ????差模放大倍數(shù) 24 第二節(jié)、差分放大電路 ＋uI－ Ra Rb U ＋－ b a T2 T1 +UCC RC RC RB RB UEE RE ＋uo－ 怎么辦？ RL +UCC RB2 RC RB1 如果雙端輸出差分電路后面要接輸入有一端接地的放大電路，而雙端輸出沒有接地端。 ? 信號(hào)源和負(fù)載不能接“地”端。無法利用電路的對(duì)稱性 抑制零漂。 第二節(jié)、差分放大電路 雙端輸入 — 單端輸出 ? 用于將差模信號(hào)轉(zhuǎn)換為 單端輸出信號(hào)，以便與負(fù)載和后級(jí) 放大器有公共端接“地”。 單 端輸入 — 單 端輸出 輸入、輸出信號(hào)都有 一端接“地”。 直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象： 輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出電壓不為零 ,且緩慢變化。 差分放大電路工作原理。 第二節(jié)、差分放大電路 一、集成運(yùn)算放大器的符號(hào) 二、主要參數(shù) 三、電壓傳輸特性 32 第三節(jié)、 運(yùn)算放大器的 電壓傳輸特性和主要參數(shù) 管腳功能 － 15V負(fù)電源 10kΩ 調(diào)零電位器 4 1 5 6 7 2 3 1kΩ 輸出端 ＋ 15V正電源 同相輸入端 反相輸入端 一、集成運(yùn)算放大器的符號(hào) 33 第三節(jié)、 運(yùn)算放大器的 電壓傳輸特性和主要參數(shù) 反相輸入端 同相輸入端 輸出端 反相輸入端與輸出端 反相 同相輸入端與輸出端 同相 從外部看 ,是一個(gè)雙端輸入、單端輸出的差動(dòng)放大電路 ∞ + _ + u+ u uO A _ + u+ u uO 符 號(hào) 34 第三節(jié)、 運(yùn)算放大器的 電壓傳輸特性和主要參數(shù) 三、 電壓傳輸特性 線性區(qū) uo與 ui成線性關(guān)系 uo＝ Auo(u+－ u) 非線性區(qū)（飽和區(qū) ） uo 與 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 )。 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) 開環(huán)輸出電阻 rO 開環(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。 rO越小， 運(yùn)放帶負(fù)載能力 越強(qiáng)。 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。運(yùn)放 F007的 UOPP約為 177。 13V。 ① 開環(huán)電壓放大倍數(shù) AuO→∞ 。 ④ 共模抑制比 KCMRR→∞ 。 “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。 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”。 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 ）。 電壓放大倍數(shù) Auf=1。 輸出電阻低。 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。 實(shí)驗(yàn)步驟： 觀察輸出電壓和輸入電壓的大小。 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。用途十分廣泛。 試計(jì)算 :輸出電壓 uO。 先判別 A A2電路 。 其做為 A2的 uI2，再對(duì) A2進(jìn)行運(yùn)算 。 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。 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。 根據(jù) i+ = i =iI =0 ， 則 : i1 = iF+iI ≈iF 1I1I1 RuRuui ??? ?　 第四節(jié)、運(yùn)算放大器的 基本應(yīng)用電路 1 2 ∞ + _ + R2 R1 uI – + uO – + iF i1 iI CF 三、積分運(yùn)算電路 將反相輸入運(yùn)算電路中 RF用 CF代替 電容上電壓等于其電流的積分 1i1FC RUiii ????OOiC uuuu ??????? ???? dtRuRCdtiCu1ICFO11??? dtuRCu I1FO1 uO與 uI成積分關(guān)系 60 第五節(jié)、運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用 延遲： t=0時(shí)， uI由 0跳變到 3V,uO隨著 CF的充電，逐漸變?yōu)?+6V，延遲了一段時(shí)間。 應(yīng)用 tURCu I1FO1??當(dāng)為一階躍直流電壓時(shí)： t t O O uI uO t t O O uO uI 61 第五節(jié)、運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用 [例 352]:已知： R1=1MΩ,CF=1μF, U1= 1V， 試計(jì)算 :t=0,1s時(shí)的 輸出電壓 uO各為多少？ 解： iF i1 uI – + 1 2 ∞ + _ + R2 R1 iI CF uO – + R1CF=1? 106? 106=1s 當(dāng) t=0時(shí)： uO=0V 當(dāng) t=： uO=；當(dāng) t=1s時(shí)： uO=1V。 根據(jù) i+ = i =iI =0 ， 則 : i1 = iF+iI ≈iF dtduCdtuudCi I1I11)( ??? ?FOFOF RuRuui ???　 dtduCRu I1FO ?? uO與 uI成微分關(guān)系 63 第五節(jié)、運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用 應(yīng)用 方波變尖頂波。 電磁傳感器 微分器 積分器 放大器 1 2 3 V 測量速度 測量加速度 測量位移 ?? v d tx位移dtdv??加速度dtdxv ?速度64 五、 PI調(diào)節(jié)器 第五節(jié)、運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用 比例 積分運(yùn)算電路。反相比例運(yùn)算電路。 I1FO URRu ??66 第五節(jié)、運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用 i1 uI mA i ∞ + _ + R1 D1 D2 D4 D3 六、交流電壓表電路 在交流量的測量中，一般把 交流信號(hào)整流變?yōu)橹绷骱?，再加?電壓 表頭上去。 ui正半周時(shí)的電流路徑 : 輸出端 → D2→ 表頭 → D4 → R1→ 地。 與表頭內(nèi)阻、二極管非線性無關(guān)，精度高 1I1 Rui ??　 u=u+=uI 67 第五節(jié)、運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用 七、電壓源和電流源 由運(yùn)放接上適當(dāng)負(fù)反饋。 改變 RF,可調(diào) UO 。F ∞ + + RL RF F 反相輸入式 引入電流負(fù)反饋，輸出阻抗大， IO可看作恒流，不受負(fù)載 RL變化的影響。F,可調(diào) IL 。 71 第五節(jié)、運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用 八、有源低通濾波器 濾波器 —— 選頻電路，選擇有用頻率的信號(hào)，抑制無用頻率的信號(hào)。 低通濾波器 —— 讓輸入信號(hào)中的低頻成份順利通過，而抑制或衰減高頻成份的 濾波電路