导学第9章 集成运算放大器
《j集成运算放大器》课件
集成运算放大器可以用于音频信号的采样，将模拟信号转换为数字信号，便于数字音频处理和存储。
音频信号采样
模拟信号比较
集成运算放大器可以将模拟信号与参考电压进行比较，用于模拟电路中的比较器和触发器等电路。
模拟信号放大
集成运算放大器能够将微弱的模拟信号放大，用于驱动仪表、传感器等设备，提高测量精度和稳定性。
详细描述
总结词
共模抑制比是衡量集成运算放大器抑制共模干扰能力的重要参数。
总结词
共模抑制比表示运算放大器对共模信号的抑制能力，通常用分贝（dB）表示。高共模抑制比的运算放大器在抑制共模干扰方面性能更佳。
详细描述
集成运算放大器的选择与使用
根据应用需求，选择具有适当带宽、增益、精度和功耗的集成运算放大益是集成运算放大器最重要的参数之一，它表示输出电压与输入电压的比值。
总结词
电压增益反映了运算放大器对信号的放大能力，通常用分贝（dB）或倍数表示。一般来说，电压增益越高，放大器的性能越好。
详细描述
总结词
输入电阻和输出电阻是衡量集成运算放大器信号源和负载匹配程度的参数。
模拟信号滤波
集成运算放大器可以用于模拟信号的滤波，滤除噪声和干扰，提高信号的纯净度。
集成运算放大器能够将传感器输出的微弱信号放大，便于后续的信号处理和测量。
传感器信号放大
传感器信号线性化
传感器信号滤波
集成运算放大器可以将传感器输出的非线性信号线性化，提高测量精度和可靠性。
集成运算放大器可以用于传感器信号的滤波，滤除噪声和干扰，提高信号的可靠性和稳定性。
性能参数
考虑电路板空间限制，选择适合的封装和尺寸，以满足系统小型化的要求。
封装与尺寸
在满足性能要求的前提下，选择性价比高的产品。
第九章_集成运算放大器
集成运放由哪几部 分组成？各部分的主要 作用是什么？
你能说明理想 运放的特点是 什么吗？
工作在线性区的理想运放 有哪两条重要结论？试说 明其概念？
第二节放大电路中的负反馈
将放大电路输出信号的一部分或全部通过某种电路引回到输 入端，这个反向传送过程称之为反馈。反馈分有正反馈和负反馈 两种形式：能使净输入信号增强的反馈称为正反馈；使净输入信 号削弱的反馈称为负反馈。放大电路中普遍采用的形式是负反馈。
运算放大器工作在线性区时，通常要引入深 度负反馈。所以，它的输出电压和输入电压的 关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构和 参数，而与运算放大器本身的参数关系不大。 改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以 实现不同的运算。
第三节 基本运算电路
一个运算放大器连接上外部元件，就得到一个运算放 大电路。就可对各种模拟信号进行比例、加法、减法、积 分、对数等运算。
在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件 制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为 集成电路(英文简称IC)。集成电路的体积很小，但性能 却很好。自1959年世界上第一块集成电路问世至今，只 不过才经历了四十来年时间，但它已深入到工农业、日 常生活及科技领域的相当多产品中。例如在导弹、卫星、 战车、舰船、飞机等军事装备中；在数控机床、仪器仪 表等工业设备中；在通信技术和计算机中；在音响、电 视、录象、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中都采用 了集成电路。 集成电路的技术发展将直接促进整机的小型化、高性 能化、多功能化和高可靠性。毫不夸张地说，集成电路 是工业的“食粮”和“原油”。
图示为常用μ A741集成运放芯片产品实物图
μ A741集成运放的8个管脚排列图如下：
输出端
空脚
正电源端
电工电子技术基础 第9章集成运算放大器
在图9.6（c）所示的电路中，假设输入电压ui的瞬时极性为⊕，因输入信号是加在集成 运放的反相输入端，输出电压uo的瞬时极性为 ，此时反相输入端的电位高于输出端的电 位，反馈电流if方向如图所示，则净输入电流 id ii if ，即净输入电流减小，该电路引入 的是负反馈。
性；再根据输出信号的极性判别出反馈信号的极性，若反馈信号使净输入信号增加，为正反
馈；若反馈信号使净输入信号减小，则为负反馈。
+
Rp
ui ud
RF
uf R1
Rp
ui
uo
ud
+ + __
RF
uf R1
+ ++
+ +
_
+
+
R1
if RF
uo
ui
ii id
uo
Rp
_
+
+_ +
_+ +
_
（a）正反馈
（b）负反馈
2 电压反馈和电流反馈的判别 若反馈量与输出电压成正比，称为电压反馈；若反馈量与输出电流成正比，
则称为电流反馈。判别方法可采用负载短路法。假设将放大器输出端的负载短 路，使输出电压为0，若反馈信号也为0，则为电压反馈，否则就是电流反馈。
图9.7（a）所示的电路中，如果把负载短路，则uo等于0，这时反馈信号uf 也为0，所以是电压反馈。因此该放大电路中引入的反馈为电压串联负反馈。图 9.7（b）所示的电路中，若把负载短路，反馈信号if仍然存在，所以是电流反馈。
集成运算放大器讲课版
多功能与智能化
集成运算放大器正朝着多功能 和智能化方向发展，以满足复 杂系统的需求。
集成多种功能如滤波、比较、 转换等，实现单片集成多功能 电路。
智能化功能如自适应增益控制、 自校准等，提高集成运算放大 器的使用便利性和性能稳定性。
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THANKS
温度测试
在不同温度下测试放大器的性能，以确保其 在工作温度范围内性能稳定。
环境测试
对放大器进行抗干扰、防静电等环境测试， 以确保其在实际应用中的可靠性。
06
集成运算放大器的发展趋势 与展望
低功耗与高效率
随着节能减排需求的日益增长，低功耗集成运算放大器已成 为研究热点。通过优化电路结构和采用低功耗工艺，降低集 成运算放大器的功耗，提高其能效。
稳定性问题
合理选择反馈电阻和电容，调整电路参数可 以提高稳定性。
噪声问题
优化电路设计、选择低噪声的集成运算放大 器和加强电源滤波可以减小噪声。
输出饱和
适当减小输入信号或调整放大倍数可以避免 输出饱和。
05
集成运算放大器的设计与制 作
设计流程
确定应用需求
选择合适的工艺和芯片结构
根据电路需求，确定放大器的性能参数， 如带宽、增益、输入/输出阻抗等。
度等参数的集成运算放大器。
电源电压
考虑电源电压的范围，确保集 成运算放大器能够正常工作。
封装形式
根据应用需求选择合适的封装 形式，如DIP、SOP、SOIC等 。
成本
在满足性能要求的前提下，选 择性价比高的集成运算放大器
。
使用注意事项
电源滤波
在电源接入集成运算放大器前，应加 装滤波电容，以减小电源噪声对电路 的影响。
件，并确保元件的精度和可靠性。
集成运算放大器的基础知识图解课件
选择合适的集成运算放大器
01
02
03
04
根据应用需求选择合适的类型 和规格。
考虑集成运算放大器的性能参 数，如带宽增益积、精度、噪
声等。
考虑集成运算放大器的功耗和 散热性能。
考虑集成运算放大器的封装形 式和引脚排列，以便于电路设
计和连接。
05 集成运算放大器的常见应 用电路
反相比例运算电路
总结词
02 集成运算放大器的基本结 构与工作原理
差分输入级
差分输入级是集成运算放大器 的核心部分，负责将差分输入 信号转换为单端输出信号。
它通常由两个对称的晶体管组 成，能够有效地抑制温漂和减 小噪声干扰。
差分输入级的作用是提高放大 器的输入电阻和共模抑制比， 从而提高信号的信噪比。
电压放大级
电压放大级是集成运算放大器中 用于放大输入信号的级，通常由
微分电路
总结词
微分电路是一种将输入信号进行微分运算的 电路，通常用于测量变化快速的物理量。
详细描述
在微分电路中，输入信号通过电阻R1和电 容C加到集成运算放大器的反相输入端，输 出信号通过反馈电阻RF反馈到反相输入端 。由于电容C的充电和放电过程，输出信号 与输入信号的时间导数成正比，从而实现微 分运算。微分电路常用于测量流量、振动等 变化快速的物理量。
06 集成运算放大器的使用注 意事项与故障排除
使用注意事项
避免电源电压过高或过低
集成运算放大器的正常工作电压范围 有限，过高或过低的电压可能导致器 件损坏。
输入信号幅度控制
输入信号幅度过大可能导致集成运算 放大器过载，影响性能甚至损坏器件 。
避免直流偏置
直流偏置可能导致集成运算放大器性 能下降，甚至无法正常工作。
第9章集成运算放大器
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9.3 集成运算放大器的应用
9.3.1理想集成运算放大器的基本特性
1.理想运算放大器的特性
开环电压放大倍数 Auo→∞
差模输入电阻
rid→∞
开环输出ห้องสมุดไป่ตู้阻
ro →0
共模抑制比
KCMRR→∞
理想集成运放的符号如图9-6所示。
其传输特性为
1.电压比较器 电压比较器如图9-10所示。 2.过零比较器 过零比较器如图9-11所示。
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*9.4 集成运算放大器使用中应注意 的问题
1.选用元件 集成运放分为通用型、高速型、高阻型、低功耗型、大功率
型、高精度型等。由实际要求选择一种运放。 根据管脚图和符号图接外围电路，包括电源、偏置电阻、消
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9.1 集成运算放大器介绍
5.共模抑制比KCMR 它放映了集成运放对共模输人信号的抑制能力.其定义同差动
放KC大MR电为路∞。。KCMR越大越好。理想集成运放的共模抑制比 6.输入失调电压Uio 理U称其o论U值≠i上愈-0≠。当小0加或U愈i入U好-=iU+。U≠i-在i≠+0=实0为0，际补时U应偿，i+用电=输中压0出或输，电U入即压i+失UU≠i调oo0。=电，0一压U，般i并-而=U不实0io是使为际直U几应o接个用=在毫0中，反伏却，
2.最大输出电压uop-p 它是指一定电压下，集成运放的最大不失真输出电压的峰-峰
值。理想集成运放的最大输出电压Uop-p可以为任意电压值。 3.差模输入电阻:rid 它的大小反映了集成运放输人端向差模输人信号源索取电流
的大小。要求其值愈大愈好。理想集成运放的差模输人电阻 rid为∞。 4.输出电阻ro 它的大小反映了集成运放在小信号输出时的负载能力要求其 值愈小愈好理想集成运放的输出电阻ro为0。
集成运算放大器
功 率 放 大 电 路功率放大电路在多级放大电路的输出级，通常在大信号下工作，向负载提供尽可能大的功率，来推动负载工作。
功率放大电路的特点1. 在负载允许的失真限度内尽可能的提供最大输出功率2. 转换效率（直流电源供给功率）负载获得的功率VO P P )(=η高。
3. 非线性失真尽可能小。
4. 散热好功率放大电路的工作状态按三极管静态工作点Q 在输出特性曲线上所处位置的不同，功率放大电路分为甲类、甲乙类、乙类三种工作状态。
甲类当Q 点选择在交流负载线的中点时，信号整个周期内都有静态电流流过，这种工作状态称为甲类。
在甲类状态下，无论有无信号，电源提供的功率为C CC I U P =。
无输入信号，即静态时，电源提供的功率全部消耗在管子和电阻上。
有输入信号时，电源提供的功率一部分转化为有用的输出功率，信号越大，输出功率越大。
由于电流有较大的直流分量C I ，可以证明，甲类功率放大电路的效率理论上最高只能达到50%甲乙类为了提高效率，在电源电压C U 一定的条件下，可使Q 点沿交流负载线下移，使C I 减小，可得到如图所示的甲乙类工作状态。
若Q 下移到0≈C I ，此时静态管耗为最小，这种状态称为乙类。
功率放大电路工作在甲乙类和乙类，虽然降低了静态时的功耗，提高了效率，但却产生严重的波形失真。
乙类为了减小波形失真，在电路形式上一般可采用互补对称射极输出器的输出方式。
乙类互补对称功率放大电路如下图为乙类互补对称功率放大电路的原理图，图中T1为NPN 型晶体管，T2为PNP 型晶体管，它们的特性、参数对称。
电路为正、负电源供电，信号从基极输入，从发射极输出，为一对射极输出器。
静态时0=i u ，两管均处于截止状态，有021==B B I I ，021==C C I I ，所以发射极电位021==E E U U ，输出电压0=o u 。
动态时，在输入正弦交流电压i u 的正半周期T1导通，T2截止，流过负载电阻L R 的电流约为1C L i i =；在i u 的负半周期T1截止，T2导通，流过L R 的电流约为2C L i i =。
集成运算放大器教案
集成运算放大器教案第一章：集成运算放大器的概述1.1 教学目标1. 了解集成运算放大器的基本概念；2. 掌握集成运算放大器的主要参数；3. 理解集成运算放大器的作用和应用。
1.2 教学内容1. 集成运算放大器的定义；2. 集成运算放大器的主要参数；3. 集成运算放大器的作用和应用。
1.3 教学方法1. 讲授法：讲解集成运算放大器的概念、参数和作用；2. 案例分析法：分析集成运算放大器在实际电路中的应用。
1.4 教学步骤1. 引入：讲解集成运算放大器的定义；2. 讲解：介绍集成运算放大器的主要参数；3. 应用：分析集成运算放大器的作用和应用；4. 总结：强调集成运算放大器在电路设计中的重要性。
第二章：集成运算放大器的电路符号与性质2.1 教学目标1. 掌握集成运算放大器的电路符号；2. 理解集成运算放大器的主要性质；3. 学会分析集成运算放大器的基本电路。
2.2 教学内容1. 集成运算放大器的电路符号；2. 集成运算放大器的主要性质；3. 集成运算放大器的基本电路分析。
2.3 教学方法1. 讲授法：讲解集成运算放大器的电路符号和性质；2. 示例分析法：分析集成运算放大器的基本电路。
2.4 教学步骤1. 引入：讲解集成运算放大器的电路符号；2. 讲解：介绍集成运算放大器的主要性质；3. 分析：分析集成运算放大器的基本电路；4. 总结：强调集成运算放大器性质在电路分析中的应用。
第三章：集成运算放大器的应用之一——放大器电路3.1 教学目标1. 掌握放大器电路的基本原理；2. 学会设计放大器电路；3. 了解放大器电路的应用。
3.2 教学内容1. 放大器电路的基本原理；2. 放大器电路的设计方法；3. 放大器电路的应用。
1. 讲授法：讲解放大器电路的基本原理；2. 设计实践法：指导学生设计放大器电路；3. 案例分析法：分析放大器电路的应用。
3.4 教学步骤1. 引入：讲解放大器电路的基本原理；2. 设计：指导学生设计放大器电路；3. 应用：分析放大器电路在实际电路中的应用；4. 总结：强调放大器电路在电路设计中的重要性。
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1.集成运放的主要性能指标 2.集成运放的传输特性 3.集成运放的线性使用—基本运算放大电路
第9章 集成运算放大器
一、基本概念 1.分立元件和集成电路的差别是？ 2.SSI/MSI分别代表？ 3.集成运算放大器的放大倍数与耦合形式为？ 4.集成运算放大器由哪几部分构成？ 5.集成运算放大器能放大什么信号？ 6.什么是反馈？深度负反馈指的是？ 7.集成运算放大器工作在线性区和非线性区的条件分别是？ 8.运算放大器工作在线性区时，分析依据哪两条？ 9.什么是虚地？在什么情况下出现？ 10.电压跟随器怎么获取？输出电压和输入电压的关系是？ 11.平衡电阻的意义是什么？其表达式为？ 12.在求和运算或减法运算时，可以运用什么定理？ 13.什么是积分与微分电路，两种有何区别？
第9章 集成运算放大器
二、实际拓展 1. 如何防止集成芯片装反？ 2. 集成芯片的好坏如何检测? 3. 什么是PI、PD、PID？有什么作用？在实际中如何实现？ 三、小组作业 试举例说明集成运算放大器在实际中的应用（PPT）。
（要求选用能看懂且较简单的电路图说明，具有实用性和趣味性。）