低频电子线路集成运算放大器线性的应用基础ppt课件

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《低频电子线路》 (14),1,上次课内容,6.3.2 差动放大器工作原理及性能分析(续) 6.3.3 具有电流源的差动放大电路 6.3.4 差动放大器的传输特性,2,本次课内容,第二章 集成运算放大器的线性应用基础 2.1 集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性 2.2 线性应用时运放三种组态(引入深度负反馈) 2.3 由集成运算放大器构成的基本运算电路,3,第二章 集成运算放大器的 线性应用基础,集成运算放大器最初用于模拟运算功能，故称运算放大器。 现在集成运算放大器适用于信号处理的许多方面，是一种通用型模拟器件。,4,2.1 集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性,开始分析时需要建立运算放大器的理想模型。 依据器件模型进行电路的工程分析。,5,理想运放模型及两条基本运算法则,先给出 理想运放模型 再推出 两条基本运算法则。,6,集成运放的符号（图）,,,,,,,,,,,－,+,反向输入端,同向输入端,输出端,,,,,－,+,,,,反向输入端,同向输入端,输出端,7,运放增益表达式,,8,理想运放特性,对运放特性和参数可以做一下近似假设，但这些假设可以符合运放的实际情况。,9,理想运放的主要参数,10,理想运放特性,理想运放 指选用理想（近似）参数时的理想特性，在分析实际运放时常常采用。 否则分析实际运放将十分复杂和困难。 对理想运放的分析是电子线路采用工程近似分析的典型范例。,11,两条基本运算法则,根据以上近似（理想）条件可以推出理想运放的两条基本运算法则为： “虚短” “虚断” 注意此法则应用范围只适用于线性（放大）区。,12,①虚短,由于在线性区U0为有限值，又 即“虚短”，指两个输入端“虚”短路（不是“真”短路，指两端电位近似相等）。,13,②虚断,即“虚断”，指两个输入端“虚”断路（不是“真”断路，指近似没有电流流入）。,14,运放的电压传输特性,,,,u0,Ud=ui++ui-,0,,,,UOL,UOH,15,2.2 线性应用时运放三种组态 (引入深度负反馈),在线性应用时运放有三种组态。 反相放大电路 同相放大电路 差动放大电路,16,（1）反相放大电路,反相放大电路的输出与输入信号反相。,17,反相放大器电路图,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Rf,R1,ui,uo,,,I1,If,18,反相放大电路分析,,19,反相放大电路分析,20,反相放大电路分析,由以上分析可见： 在闭环时，反相放大器的增益仅仅取决于反馈电阻Rf与R1电阻之比，而与集成运放其他参数无关。,21,反相放大电路分析,反相放大电路属于电压并联负反馈。 具有低输入阻抗、低输出阻抗和输出电压稳定的特点。,22,（2）同相放大电路,同相放大电路的输出与输入信号同相。,23,同相放大器电路图,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Rf,R1,ui,uo,,,I1,,,If,24,同相放大电路分析,,25,同相放大电路分析,因输出与输入同相，故称同相放大器。 注意同相放大电路不存在“虚地”现象，要考虑到输入端会有较高的共模输入电压。,26,同相放大电路分析,同相放大电路属于电压串联负反馈，具有高输入阻抗、低输出阻抗和输出电压稳定的特点。,27,同相电压跟随器电路,同相放大电路稍做改变，就可形成同相电压跟随器电路。,28,同相电压跟随器电路图,,,,,,,,,,,,,,,,,ui,uo,29,同相电压跟随器,,30,（3）差动放大电路,差动放大电路从同相和反相端同时输入信号。可认为是同相与反相放大电路的组合形式。,31,差动放大器电路图,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Rf,R1,ui1,uo,,,,,,,,ui2,R2,R3,32,差动放大电路分析,,33,差动放大电路分析,,34,差动放大电路分析,,35,差动放大电路分析,由上分析可以看出，差动放大电路的输出电压和电压增益完全取决于输入信号的差值，故为“差放”。,36,2.3 由集成运算放大器构成的基本运算电路,线性运放电路基本运算功能有： 比例运算 求和运算 积分和微分运算 对数和指数运算 乘法和除法运算等。,37,(1)比例运算放大电路,反相放大、同相放大和差动放大电路均可反映比例运算关系。,38,反相放大比例运算,,39,同相放大比例运算,,40,差动放大比例运算,,41,(2) 求和电路,求和电路可以进行加法运算，故又称为加法电路。,42,求和电路图,,图7–1反相相加器,43,求和电路分析,,44,求和电路分析,,45,求和电路分析,由以上分析可见，电路实现了三个输入信号的求和（反相），故为反相求和电路。,46,相减器,47,相减器分析,48,(3) 积分和微分电路,积分和微分电路可以分别实现积分和微分的运算功能。,49,①积分电路,积分电路可以实现积分运算功能。,50,积分电路,,图 积分器电路,51,采用Z1和Zf的积分电路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Zf,Z1,ui,uo,52,积分电路复频域分析,,53,积分电路复频域分析,,54,积分电路时域形式,55,对积分电路分析的结论,可见，积分电路的输出电压是输入电压对时间的积分。,56,积分电路加阶跃输入信号时波形图,,,,,,0,0,ui,uo,,,,,,,t,t,57,②微分电路,微分电路可以实现微分运算功能。,58,微分电路图,,59,微分电路图的Z1和Zf形式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Zf,Z1,ui,uo,60,微分电路复频域分析,,61,微分电路时域分析,,62,微分电路输入方波时的输出波形图,,,,,,0,0,ui,uo,,,,t,t,,,,,63,对微分电路分析结论,可见，微分电路的输出电压是输入电压对时间的微分。,64,作业题,2-1， 2-2， 2-4。,65,预习内容,第三章 电压比较器、张弛振荡器,66,本节课结束（1~67）,谢谢！,67,,,68,