运算放大器几种常用电路ppt课件
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运算放大器电路ppt

详细内容见P233表12-1
例1:图示网络,求H参数矩阵。
解: u1 nu2
i1
1 n
i2
u2
1 g
i1
u1
1 g
i2
u1 nu2
u1 u1 u1 nu2 nu2
n(u2 u2) nu2
u1=nu2 i2=-ni1
例2:图示电路中,u1=2cos2000t, 求u2(t).
A ——— 开环电压放大系数 (非常大)
五、实际运放输入输出关系
线性工作,输出开路时:
Ri
Ro
+
现象: 1、线性工作范围很小; 2、要求前级驱动能力小; 3、具有一定的负载能力;
Ri ———输入电阻(非常大) Ro———输出电阻(非常小)
A ——— 开环电压放大系数 (非常大)
Ri ———输入电阻 Ro———输出电阻
L
解:L
C g2
10 6 (50 103 )2
2500
(H )
(2) 浮地电感:
证明以下两个二端口等效:
L C g2
下面网络A方程:
A方程为:
4、理想回转器与变压器比较 理想变压器
理想回转器
u1 nu2
n 0
i1
1 n
i
2
A 0
1 n
互易元件, 阻抗变换 非互易元件, 阻抗逆变换
12-1 运算放大器及其等效电路
一、运算放大器 (有源多端器件)
具有高放大倍数、高输入阻抗和低 输出阻抗的直接耦合(电压)放大器。
二、电路符号
通常运算放大器有5个引出端:正电源端,负电源端,同相
输入端,反相输入端,输出端。此外还有公共端通常称为“地”
《运算放大器基础》课件

介绍运算放大器在实际使用中的注意事项,涵盖输入信号范围、供电电压、电源噪声等方面。
运算放大器的保护措施
讨论如何保护运算放大器,避免故障和损坏,包括过压和过流保护电路的设计。
运算放大器的未来发展趋势
预测运算放大器领域的未来趋势,探讨新技术和应用的可能性,引发学习者对未来的思考。
1
运算放大器基础知识的复习
回顾运算放大器的基本概念、电路和特
运算放大器在实际应用中的作用
2
性,加深学习者对运算放大器基础知识 的理解。
探讨运算放大器在各种电子设备和系统
中的重要作用,从测量仪器到通信系统
ห้องสมุดไป่ตู้等。
3
运算放大器的未来发展趋势
展望运算放大器领域的未来,讨论当前 的研究和发展方向,引发对未来技术的 思考。
《运算放大器基础》PPT课件
# 运算放大器基础 ## 什么是运算放大器? - 运算放大器概述 - 运算放大器的分类 ## 运算放大器的电路和特性 - 运算放大器的电路结构 - 运算放大器的输入电阻和输出阻抗 - 运算放大器的增益 - 运算放大器的共模抑制比和过载电压 ## 运算放大器的应用 - 运算放大器的基本应用 - 运算放大器的信号选择电路
运算放大器的振荡器电路
介绍运算放大器作为振荡器的电 路原理,讨论其稳定性与频率控 制方法。
运算放大器的比较器电路
探究运算放大器作为比较器的应 用场景,详细解释其基本原理和 工作方式。
运算放大器的设计案例
通过实例展示运算放大器的应用, 讲解设计过程和注意事项,帮助 学习者理解实际应用中的挑战。
运算放大器的使用时注意事项
运算放大器的保护措施
讨论如何保护运算放大器,避免故障和损坏,包括过压和过流保护电路的设计。
运算放大器的未来发展趋势
预测运算放大器领域的未来趋势,探讨新技术和应用的可能性,引发学习者对未来的思考。
1
运算放大器基础知识的复习
回顾运算放大器的基本概念、电路和特
运算放大器在实际应用中的作用
2
性,加深学习者对运算放大器基础知识 的理解。
探讨运算放大器在各种电子设备和系统
中的重要作用,从测量仪器到通信系统
ห้องสมุดไป่ตู้等。
3
运算放大器的未来发展趋势
展望运算放大器领域的未来,讨论当前 的研究和发展方向,引发对未来技术的 思考。
《运算放大器基础》PPT课件
# 运算放大器基础 ## 什么是运算放大器? - 运算放大器概述 - 运算放大器的分类 ## 运算放大器的电路和特性 - 运算放大器的电路结构 - 运算放大器的输入电阻和输出阻抗 - 运算放大器的增益 - 运算放大器的共模抑制比和过载电压 ## 运算放大器的应用 - 运算放大器的基本应用 - 运算放大器的信号选择电路
运算放大器的振荡器电路
介绍运算放大器作为振荡器的电 路原理,讨论其稳定性与频率控 制方法。
运算放大器的比较器电路
探究运算放大器作为比较器的应 用场景,详细解释其基本原理和 工作方式。
运算放大器的设计案例
通过实例展示运算放大器的应用, 讲解设计过程和注意事项,帮助 学习者理解实际应用中的挑战。
运算放大器的使用时注意事项
(全)运算放大器PPT资料

ST(意法半导体)的运放产品
• LF147 • WIDE BANDWIDTH QUAD J-FET
OPERATIONAL AMPLIFIERS
• LOW POWER CONSUMPTION • WIDE COMMON-MODE (UP TO VCC+)
AND DIFFERENTIAL VOLTAGE RANGE • LOW INPUT BIAS AND OFFSET
压、还有噪声等
压、失调电流以及他们的温漂,增大了共模抑制比和输入 按性能指标可分为高阻型、高速型、高精度型和低耗型
同时它也成为实现模拟计算机〔analog computer〕的基本构单元。
电阻。 运算放大器是可以对电信号进行运算,一般具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的放大器。
• 第四代产品采用了斩波稳零和动态稳零技术,使各性能指 标参数更加理想化。
第四代产品采使用了开斩波环稳零增和动益态稳有零技了术,显使各著性能提指标高参数,更加各理想方化。面性能指标比较均衡,属
运算放大器最早被设计出来的目的是用来进行加,减,微分,积分的模擬数学运算,因此被称为“运算放大器” 。
于通用型运放。 LOW POWER CONSUMPTION
运算放大器最早被设计出来的目的是用来进行加,减,微分,积分的模擬数学运算,因此被称为“运算放大器” 。
及ST他(意们法的半温导漂成体,)的增以运大放了电产共品模流抑制源比和做输入偏电阻置。 电路的三级直接耦合放大电路。
WIDE COMMON-MODE (UP TO VCC+) AND DIFFERENTIAL VOLTAGE RANGE
LOW LOW
PP•OOWWEE第RR CC二OONNSS代UUMMPP产TTIIOO品NN 普遍采用了有源负载,简化了电路的设计,并
常用运算放大器16个基本运算电路

5. 微分运算电路
微分运算电路如图 5 所示,
XFG1
R2 15kΩ
C2
22nF
V3
R1
C1
4
12 V
2
1kΩ
22nF
U1A
1
3
T L082CD
8
V2 12 V
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
图5
电路的输出电压为 uo 为:
uo = −R2C1 dui dt
式中, R2C1 为微分电路的时间常数。若选用集成运放的最大输出电压为UOM ,
式中,Auf = 1+ RF / R1 为同相比例放大电路的电压增益。同样要求 Auf 必须小于 3, 电路才能稳定工作,当 f = fo 时,带通滤波器具有最大电压增益 Auo ,其值为:
Auo = Auf / (3 − Auf )
10. 二阶带阻滤波电路
二阶带阻滤波电路如图 10 所示,
C1
1nF R1
_
图 15 全波整流电路是一种对交流整流的电路,能够把交流转换成单一方向电 流,最少由两个整流器合并而成,一个负责正方向,一个负责负方向,最典 型的全波整流电路是由四个二极管组成的整流桥,一般用于电源的整流。 全波整流输出电压的直流成分(较半波)增大,脉动程度减小,但变压器需 要中心抽头、制造麻烦,整流二极管需承受的反向电压高,故一般适用于要 求输出电压不太高的场合。
R1 10kΩ
4 2
12 V
U1A 1
3
8 TL082CD
R3 9kΩ
V2 12 V
D2 1N4148
XSC1
A +_
含有运算放大器电路分析ppt课件

〔15.2〕运低算功放耗大型器运的算电放路大组器成及其分类 随着便携式仪器运用范围的扩展,必需运用低电源电压供 电、低功率耗费的运算放大器。常用的运算放大器有TL022C、TL-060C等,其任务电压为±2~±18V,耗费电流 为50~250A。目前,有的产品功耗已达W级,例如 ,ICL7600的供电电源为1.5V,功耗为10mW,可采用单节 电池供电。 〔6〕高压大功率型运算放大器 普通的运算放大器假设要提高输出电压或增大输出电流, 集成运放外部必需求加辅助电路。高压大电流集成运算放大 器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。例如, D41集成运放的电源电压可达±150V,A791集成运放的 输出电流可达1A。
运算放大器的电路符号如下图。 〔a〕所示是IEC〔国际电工委员会〕规范符号; 〔b〕所示是运算放大器的国际流行符号,电路符号图中 普通不画出偏置电源端; 〔c〕所示是运算放大器的中华人民共和国国家规范符号。
运用运算放大器时,感兴趣的是它的外部特性及引 脚的用途。如下图为CA741运算放大器的引脚符号及调 试电路,图中的三角形符号表示放大器,其主要引脚的 用途是:2 号为反相输入端,3 号为同相输入端,4号和7 号为电源端,6号为输出端,1号和5号端子为外接调零电 位器。 需求留意的是,不要把图中2端和3端的“〞号和 “+〞号误以为电压参考方向的正、负极性,2端和3端 的“〞号和“+〞号用于表示输入和输出之间的极性 关系。
〔2〕高阻型运算放大器 这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入 偏置电流非常小,普通Rin为1G ~1T ,IB为几皮法到几 十皮法。具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压 较大。常见的集成器件有LF355、LF347(四运放)及更高输入 阻抗的CA3130、CA3140等。
运算放大器几种常用电路

8 信号的运算与处理电路
8.1 基本运算电路 8.2 实际运放电路的误差分析 8.3 对数和反对数运算电路 *8.4 模拟乘法器 8.5 有源滤波电路 *8.6 开关电容滤波器
运算放大器几种常用电路
8.1 基本运算电路
• 比例运算电路 • 加法电路 • 减法电路 • 积分电路 • 微分电路
运算放大器几种常用电路
VIO和IIO引起的误差仍存在
当电路为积分运算时,
即 R f换成电容C,则
v O ( t) ( 1 R R 1 f) V I( O t) I I( O t) R 2 R 1 1 C V I( O t) d t I I( O t) R 2 d t
时间越长,误差越大,且易使输出进入饱和状态。
运算放大器几种常用电路
4. 积分电路
根 据 “ 虚短 ” , vNvP0
得
即 vI 0
根 据 “ 虚 断 ” , iI 0
得 因此
i2
i1
vS R
电容器被充电,其充电电流为 i 2
设电容器C的初始电压为零,则
1
1
vIvOCi2dtC
vSdt R
1
vO
RC
vSdt
式中,负号表示vO与vS在相位上是相反的。
注意:vS必须大于零运,算放电大器路几的种常输用电出路电压小于0.7伏
2. 反对数运算电路
利用虚短和虚断,电路有
iF
R
vS vBE
vS
iE T
–
vO
vB E
iFiEIESe VT
+
vO iFR
vS
vO IESe VT
vO是vS的反对数运算(指数运算)
要求 V Tv SvB E0.7V
8.1 基本运算电路 8.2 实际运放电路的误差分析 8.3 对数和反对数运算电路 *8.4 模拟乘法器 8.5 有源滤波电路 *8.6 开关电容滤波器
运算放大器几种常用电路
8.1 基本运算电路
• 比例运算电路 • 加法电路 • 减法电路 • 积分电路 • 微分电路
运算放大器几种常用电路
VIO和IIO引起的误差仍存在
当电路为积分运算时,
即 R f换成电容C,则
v O ( t) ( 1 R R 1 f) V I( O t) I I( O t) R 2 R 1 1 C V I( O t) d t I I( O t) R 2 d t
时间越长,误差越大,且易使输出进入饱和状态。
运算放大器几种常用电路
4. 积分电路
根 据 “ 虚短 ” , vNvP0
得
即 vI 0
根 据 “ 虚 断 ” , iI 0
得 因此
i2
i1
vS R
电容器被充电,其充电电流为 i 2
设电容器C的初始电压为零,则
1
1
vIvOCi2dtC
vSdt R
1
vO
RC
vSdt
式中,负号表示vO与vS在相位上是相反的。
注意:vS必须大于零运,算放电大器路几的种常输用电出路电压小于0.7伏
2. 反对数运算电路
利用虚短和虚断,电路有
iF
R
vS vBE
vS
iE T
–
vO
vB E
iFiEIESe VT
+
vO iFR
vS
vO IESe VT
vO是vS的反对数运算(指数运算)
要求 V Tv SvB E0.7V
《运算放大器介绍》课件

运算放大器的特点与应用
高增益
可以放大微弱信号,提高信号质量,常用于放 大和滤波电路。
稳定性
通过负反馈控制,运算放大器具有较好的稳定 性和抗干扰能力。
线性范围
在一定的输入范围内,输出与输入之间的关系 是线性的,有利于进行精确的信号处理。
应用领域
运算放大器广泛应用于仪器仪表、通信、自动 控制、音频处理等领域。
通过级联连接来实现信号放大。
3
负反馈
通过将一部分输出信号反馈到输入端, 可以改善放大器的稳定性和性能。
共模抑制比
衡量运算放大器对共模信号的响应程度, 高共模抑制比意味着更好想运算放大器
具有无穷大的放大倍数、无限大的输入阻抗 和无穷小的输出阻抗。
2 实际运算放大器
基于原理电路和器件实现,存在各种非理想 因素。
运算放大器的设计流程
需求分析
明确设计的目标和要求,包括 放大倍数、带宽、输入输出范 围等。
电路设计
选择适当的运算放大器电路拓 扑和元器件,进行电路原理设 计和仿真。
电路验证
通过实际测试和调试,验证设 计的电路是否满足要求。
《运算放大器介绍》PPT 课件
运算放大器是一种电子设备,用于增强电信号的幅度,广泛应用于电子电路 设计和信号处理领域。
什么是运算放大器?
运算放大器是一种具有高放大倍数、差分输入和单端输出的电路器件,可以 执行各种数学运算和信号放大功能。
运算放大器的基本原理
1
放大器电路
2
由输入级、差分放大器和输出级组成,
运算放大器的工作条件
运算放大器的工作需要满足一定条件,包括供电电压、工作温度、输入电压范围和负载阻抗等。
运算放大器的参数与指标
电工电子技术第_1章_运算放大器(PPT75页)

rid ro 0 KCM R R
由于实际运算放大器的技术指标接近理想化条件, 后面对运算放大器的分析都是按其理想化条件进行的。
11.1.3 理想运算放大器及其分析依据
表示运算放大器输出电压与输入电压之间关系的
曲线称为传输特性。
uo
UO(sat)
正饱和区
–Uim O
线性区
Uim uu
–UO(sat) 负饱和区
用于模拟运算、信号处理、信号测量、波形转 换、自动控制等领域。
本章主要讨论分析运算放大器的依据及其在信 号运算、波形产生方面的应用,并介绍放大电路中 的负反馈。
11.1 运算放大器简单介绍
11.1.1 集成运放的组成
输入端
输入级
中间级
输出级 输出端
偏置 电路
输入级 — 差动放大器
输出级 — 射极输出器或互补对称功率放大器 偏置电路 — 由镜像恒流源等电路组成
运算放大器的符号
信号传 输方向
反相
输入端
u–
Auo
–
+
u+
+
同相
输入端
实理际想运放开环 电压放大倍数
uo 输出端
11.1.2 主要参数
1. 最大输出电压 UOPP
2. 开环差模电压增益 Auo
Auo愈高,所构成的运算电路越稳定,运算精度也越高。
3. 输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流 IIO 5. 输入偏置电流 IIB
A
X o
电路的方框图
X X X
i o f
— — —
输入信号 输出信号 反馈信号
X d — 净输入信号
– X f
F
反馈电路
净输入信号 X dX iX f 若三者同相,
由于实际运算放大器的技术指标接近理想化条件, 后面对运算放大器的分析都是按其理想化条件进行的。
11.1.3 理想运算放大器及其分析依据
表示运算放大器输出电压与输入电压之间关系的
曲线称为传输特性。
uo
UO(sat)
正饱和区
–Uim O
线性区
Uim uu
–UO(sat) 负饱和区
用于模拟运算、信号处理、信号测量、波形转 换、自动控制等领域。
本章主要讨论分析运算放大器的依据及其在信 号运算、波形产生方面的应用,并介绍放大电路中 的负反馈。
11.1 运算放大器简单介绍
11.1.1 集成运放的组成
输入端
输入级
中间级
输出级 输出端
偏置 电路
输入级 — 差动放大器
输出级 — 射极输出器或互补对称功率放大器 偏置电路 — 由镜像恒流源等电路组成
运算放大器的符号
信号传 输方向
反相
输入端
u–
Auo
–
+
u+
+
同相
输入端
实理际想运放开环 电压放大倍数
uo 输出端
11.1.2 主要参数
1. 最大输出电压 UOPP
2. 开环差模电压增益 Auo
Auo愈高,所构成的运算电路越稳定,运算精度也越高。
3. 输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流 IIO 5. 输入偏置电流 IIB
A
X o
电路的方框图
X X X
i o f
— — —
输入信号 输出信号 反馈信号
X d — 净输入信号
– X f
F
反馈电路
净输入信号 X dX iX f 若三者同相,
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• 运算电路输入电阻. 较小
输出与输入反相
3
1. 比例运算电路 Rf
(2)同相比例运算电路
利用虚短和虚断得
vNvPvI
0vN vN vO
R1
Rf
vO
(1
Rf R1
)vI
R1
vN
-
vP
A +
vO
vI
电压串联负反馈
vN
-
输出与输入同相vP
A +
vO
vI
• 运算放大器输入端有共模信号 • 运算电路输入电阻很大
v S2
当 R f1R 1, R f2R 2时
得 vOvS1vS2
(减法运算)
.
6
(2)利用差分式电路以实现减法运算
从结构上看,它是反相输 入和同相输入相结合的放大 电路。
根据虚短、虚断和N、P 点的KCL得:
vN vP
vS1vN vN vO
R1
Rf
vS2 vP vP 0
R2
R3
vO(R 1R 1R f)R (2R 3R 3)vS2 R R 1 f vS1
.
14
2. VIO、IIO不为零 时的情况
减小误差的方法
• 输入端加补偿电路 • 利用运放自带的调
零电路
.
15
8.3 对数和反对数运算电路
• 对数运算电路 • 反对数运算电路
.
16
1. 对数运算电路
iC
T
利用PN结的指数特性实现
vS
R
对数运算
– N
vO
i
BJT的发射结有
P+
vBE
iCiEIES (e VT1) vB E
1
1
vIvOCi2dtC
vSdt R
1
vO
RC
vSdt
式中,负号表示vO与vS在相位上是相反的。
(积分运算)
.
8
4. 积分电路
当vS为阶 跃电压时 , 有
1
vO
RC
vSdt
VS t RC
VS t
vO与 t 成线性关系
.
9
5. 微分电路
vO
RCdvS dt
.
10
8.2 实际运放电路的误差分析
当 VTv BE 0.7V时, iCiEIESe VT
利用虚短和虚断,电路有
vO vBE
iC
i
vS R
vB E
iCiEIESe VT
vOVTlnvR S VTlnIES
其中,IES 是发射结反向饱和电流,vO是vS的对数运算。
注意:vS必须大于零,电路. 的输出电压小于0.7伏
17
2. 反对数运算电路
利用虚短和虚断,电路有
iF
R
vS vBE
vS
iE T
–
vO
vB E
iFiEIESe VT
+
vO iFR
vS
vO IESe VT
vO是vS的反对数运算(指数运算)
要求 V Tv SvB E0.7V
以上两个电路温漂很严重,实际电路都有温度补偿电路
.
18
2.2.2 PN结的单向导电性
(3) PN结V- I 特性表达式
vI
R1
vN -
vP
A +
vO
由第7章可知,电路为负 反馈电路由。于 运 放 的 增 益 一
R2
电压并联负反馈
般有 A 105 ,所以 1 AF 1。
即电路处于深度负反馈条件下,虚短和虚断成立。
利用虚短和虚断得
vNvP 0
vI vN vN vO
R1
Rf
vO
Rf R1
vI
为提高精度,• 运一算般放取大R器2输R入1/端/R无f 共模信号
• 共模抑制比KCMR为有限值的情况 • 输入失调电压VIO、输入失调电流IIO
不为零时的情况
.
11
1. 共模抑制比KCMR为有限值的情况
同相比例运算电路
vP vI
vN
vO
R1 R1 Rf
vIC
vP
vN 2
vIDvPvN
Rf
R1
N–
vO
vI P +
vOA V D vID A V C vIC
K CMR
V O ( 1 R f/R 1 )V I (O I IO R 2 )
VIO和IIO引起的误差仍存在
当电路为积分运算时,
即 R f换成电容C,则
v O ( t) ( 1 R R 1 f) V I( O t) I I( O t) R 2 R 1 1 C V I( O t) d t I I( O t) R 2 d t 时间越长,误差越大,且易使输出进入饱和状态。
(加法运算)
可得 vOvS1vS2
R2
Rf
vS2
iI
R
vS1 R1
– N
vO1
–
vO
+
R
P
+
.
5
3. 减法电路
(1)利用反相信号求和以实现减法运算
第一级反相比例
vO1
Rf1 R1
v S1
第二级反相加法v O1
即
vO
Rf 2 R2
Rf 1 R1
vS1
Rf2 R2
8.1 基本运算电路 8.2 实际运放电路的误差分析 8.3 对数和反对数运算电路 *8.4 模拟乘法器 8.5 有源滤波电路 *8.6 开关电容滤波器
.
1
8.1 基本运算电路
• 比例运算电路 • 加法电路 • 减法电路 • 积分电路 • 微分电路
.
2
1. 比例运算电路
Rf
(1)反相比例运算电路
(IIBI2IO)(R1//Rf)
VIO
VP VN
.
13
解得误差电压
V O ( 1 R f/R 1 ) V I O I I( B R 1 /R / f R 2 ) 1 2 I I( O R 1 /R / f R 2 )
当 R2R1//Rf 时,可以 消除偏置电流 I IB 引起的 误差,此时
iDIS(evD/VT1)
其中 IS ——反向饱和电流 VT ——温度的电压当量
iDD/mmAA 1.0
0.5 iD=– IS
–– 1 . 0
––0.5
0
0.5
且在常温下(T=300K)
AVD AVC
闭环电压增益
AVF
vO vI
1 1
(1 Rf )
2KCMR
R1 1(R1 Rf )/R1
1
理想情况
AVF
1
Rf R1
AVD
2KCMR
AVD 和KCMR越大,误差越小。
.
12
2. VIO、IIO不为零 时的情况
输入为零时的等效电路
VP (IIBI2IO)R2
VN
VO
R1 R1 Rf
vO vI
电压跟随器
.
4
2. 加法电路
R2
Rf
vS2
根 据 虚 短 、 虚 断 和 N 点 vS1
的KCL得:
R1
iI
– N
vO
+
vNvP 0
P
v S1 - v N v S2 - v N v N - v O
R1
R2
Rf
-vO
Rf R1
vS1
Rf R2
vS2
输出再接一级反相电路
若 R1R2 Rf 则有 -vOvS1vS2
当 Rf R3 , R1 R2
则
vO
Rf R1
(vS2
vS1)
若继续有 Rf R1, 则 vOvS 2vS 1
.
7
4. 积分电路
根 据 “虚短 ” , vNvP0
得
即 vI 0
根 据 “ 虚 断 ” , iI 0
得 因此
i2
i1
vS R
电容器被充电,其充电电流为 i 2
设电容器C的初始电压为零,则