运算放大器及其应用

合集下载

第11章 集成运算放大器及其应用

第11章  集成运算放大器及其应用

上式表明,差动放大电路的差模电压放大倍数和 单管放大电路的电压放大倍数相同。多用一个放大管 后,虽然电压放大倍数没有增加,但是换来了对零漂 的抑制。这正是差动放大电路的优点。
差动放大电路对共模输入信号的放大倍数叫做共 模电压放大倍数,用Auc表示,可以推出,当输入共 模信号时,Auc为
Au c u o u C1 u C 2 0 0 ui c ui1 ui1
由于集成运放的电压放大倍数Ao d和输入电阻Ri d 都非常大(理想情况下,两者约等于∞),于是可以 推得 u u
i i 0
注意:“虚短”和“虚断”是理想运放工作在线 性区时的两个重要特点。这两个特点常常作为今后分 析运放应用电路的出发点,因此必须牢固掌握。
(2)集成运放工作在非线性区的特性 如果运放的工作信号超出了线性放大范围,则输 出电压与输入电压不再满足式(11-1),即uo不再随 差模输入电压(u+ - u -)线性增长,uo将达到饱和。 此时集成运放的输出电压uo只有两种取值:或等于运 放的正向最大输出电压+UOM,或等于其负向最大输 出电压-UOM,具体为 当u + >u - 时,uo = +UOM 当u + <u - 时,uo = -UOM 另外,因为集成运放的输入电阻Ri d很大,故在 非线性区仍满足输入电流等于零,即式(11-3)对非 线性工作区仍然成立。
有时,为了简化起见,常常不把恒流源式差动放 大电路中恒流管T3的具体电路画出,而采用一个简化 的恒流源符号来表示,如图11-7所示。
二、输出级——功率放大电路 集成运放的输出级是向负载提供一定的功率,属 于功率放大,一般采用互补对称的功率放大电路。 1. 功率放大电路的特点 (1)因为信号的幅度放大在前置电路中已经完成, 所以功率放大电路对电压放大倍数并无要求。由于射 极输出器的输出电流较大,能使负载获得较大输出功 率,并且它的输出电阻小,带负载能力强,因此通常 采用射极输出器作为基本的功率放大电路。不过单个 的射极输出器对信号正负半周的跟随能力不同,在实 用的功率放大电路中大多采用双管的互补对称电路形 式。

电工技术 第二章 集成运算放大器及其应用

电工技术 第二章 集成运算放大器及其应用

IC
β
U O = U C1 − U C2 = 0
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
二. 差动放大电路工作原理 1. 差模信号
+VCC
ui1=-ui2 =ui/2 若ui1 ↑,ui2 ↓ → ib1 ↑,ib2 ↓ →ie1 ↑,ie2 ↓
+
R Rc c
T1 u i1 + ui1
u ++uo ouo1 -uo1 - E IRe
33 MHz
第一节 直接耦合
直接耦合:将前级的输出端直接接后级的输入端。 直接耦合:将前级的输出端直接接后级的输入端。 可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。 可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。 +UCC R1 R2 + ui – T1 RC1 RC2 + T2 RE2 uo –
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
Rb1=Rb2= Rb
几个基本概念
差动放大电路一般有两个输入端: 1. 差动放大电路一般有两个输入端: 双端输入——从两输入端同时加信号。 从两输入端同时加信号。 双端输入 从两输入端同时加信号 单端输入——仅从一个输入端对地加信号。 仅从一个输入端对地加信号。 单端输入 仅从一个输入端对地加信号 2. 差动放大电路可 以有两个输出端。 以有两个输出端。 双端输出——从C1 从 双端输出 输出。 和C2输出。 单端输出——从C1或 从 单端输出 C2 对地输出。 对地输出。
I Re − 0.7V − ( −VEE ) = Re
T1 + ui1 -
+ uo
-
uo2 -
+
T2 + ui2 -
EE 1 I C1 =I C2 = I C ≅ I Re 2 U CE1 = U CE2 = U C − U E = VCC − I C R C − ( − 0.7)

第电工电子技术(第二版)八章

第电工电子技术(第二版)八章

上一页 下一页 返回
8. 2 放大电路中的负反馈



出现又在交流通路中出现,则是既有直流反馈又有交流反馈。 3.反馈电路的类型 根据反馈信号在输出端的取样和在输入端的连接方式,放大电路可 以组成四种不同类型的负反馈:电压串联负反馈、电压并联负反馈、 电流串联负反馈和电流并联负反馈。判断方法如下: (1)电压反馈和电流反馈 判断是电压反馈还是电流反馈是按照反馈信号在放大器输出端的取 样方式来分类的。若反馈信号取自输出电压,即反馈信号与输出电压 成比例,称为电压反馈;若反馈信号取自输出电流,即反馈信号与输 出电流成比例,称为电流反馈。常采用负载电阻 短路法进行判断,
第8章 集成运算放大器及其应用



本章知识点 先导案例 8. 1 集成运算放大器简介 8. 2 放大电路中的负反馈 8. 3 集成运算放大器的应用 8. 4 用集成运放构成振荡电路 8. 5 使用运算放大器应注意的几个问题
本章知识点
[1]了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。 [2]理解运算放大器的电压传输特性,掌握其基本分析方法。 [3]掌握用集成运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的工作 原 理。 [4]理解电压比较器的工作原理和应用。 [5]能判别电子电路中的直流反馈和交流反馈、正反馈和负反馈以及 负 反馈的四种类型。 [6]理解负反馈对放大电路工作性能的影响。 [7]掌握正弦波振荡电路自激振荡的条件。 [8]了解RC振荡电路的工作原理。





上一页 下一页 返回
8. 2 放大电路中的负反馈

图8-9 (b):假定输入信号对地瞬时极性为
,则各点电压变化过程为 净输入量增强,则该电路

集成运算放大电路的作用

集成运算放大电路的作用

集成运算放大电路的作用集成运算放大电路是一种广泛应用于各种电子设备中的电路,它的作用是放大输入信号并输出到负载。

本文将详细探讨集成运算放大电路的作用及其在不同领域中的应用。

一、集成运算放大电路的基本原理集成运算放大电路是一种由多个晶体管和电容组成的电路,其基本原理是将输入信号放大并输出到负载。

其中,集成运算放大器的输入端和输出端分别为正极和负极,而其内部的晶体管和电容则起到放大信号的作用。

二、集成运算放大电路的主要作用1. 放大信号集成运算放大电路的主要作用是放大输入信号并输出到负载。

通过将输入信号放大,可以使信号更加清晰、稳定,从而提高系统的工作效率和精度。

2. 滤波在某些应用中,需要对输入信号进行滤波以去除噪音或干扰。

集成运算放大电路可以通过内部的电容和电阻来实现滤波功能,从而提高信号的质量和可靠性。

3. 支持反馈电路集成运算放大电路可以支持反馈电路,通过调整反馈电路的参数,可以实现对输出信号的控制和调节,从而满足不同应用的需求。

4. 实现信号转换在某些应用中,需要将一种类型的信号转换成另一种类型的信号,例如将模拟信号转换为数字信号。

集成运算放大电路可以通过内部的电路实现信号转换,从而满足不同应用的需求。

5. 支持多种应用集成运算放大电路可以应用于多种不同的领域,例如音频放大器、振荡器、滤波器、电源管理等。

其多功能性和灵活性使得它成为广泛应用于各种电子设备中的电路之一。

三、集成运算放大电路的应用1. 音频放大器集成运算放大电路在音频放大器中得到了广泛应用。

通过将输入音频信号放大并输出到扬声器,可以实现音频信号的放大和扩音,从而提高音乐的质量和声音的清晰度。

2. 振荡器集成运算放大电路可以应用于振荡器中,通过控制内部的电容和电阻来实现频率的调节和控制,从而实现不同频率的振荡。

3. 滤波器集成运算放大电路可以应用于滤波器中,通过内部的电容和电阻来实现低通、高通、带通等不同类型的滤波器,从而实现对输入信号的滤波。

电工 单元九 集成运放

电工 单元九 集成运放

实际特性
饱和区
(l)开环电压放大倍数为无穷大,A0→∞ (2)运算放大器差模输入电阻,rid→∞ (3)输出电阻为零,r0几乎为零
(1) 线性区的特点
理想运放工作在线性区时有两个重要的特点:“虚短”
和“虚断”。即 u+≈u- i+= i-≈0 “虚短”表示集成运放的同相输入端与反相输入端的电 压近似相等,如同将该两点虚假短路一样。若运放其中一个 输入端接“地”,则有u+≈u-=0,这时称“虚地”。 “虚断”表示没有电流流入运放(因为理想运放的差模
集成运放开环时输出级的输出电阻,称为开环输出电阻。r0愈小, 集成运放带负载的能力就愈强。由于集成运放采用互补对称式 射极输出电路,其r0较低,一般为几十到几百欧。
(4)最大输出电压UOM
在标称电源电压和额定负载电阻的情况下,能使集成运放 输出电压和输入电压保持不失真关系的最大输出电压,称 为集成运放的最大输出电压。一般为电源电压的70%左右
对于单级运放电路,反馈元件(例如Rf)接到同相输入端是正反馈,接到 反相输入端是负反馈。
反馈的其他分类
1.直流反馈和交流反馈——反馈的信号 直流反馈:反馈信号是直流分量的称为直流反馈,直流反馈 用于稳定静态工作点。 交流反馈:反馈信号是交流分量的称为交流反馈。 有时反馈信号中既含有直流分量又含有交流分量。
一、开环、闭环、反馈ห้องสมุดไป่ตู้概念
1、定义
集成运放有两个输入端,一个输出端。当输出端和输入端之间 不外接电路,即两者之间在外部是断开的,这称为开环状态 当用一定形式的网络(如R、C等)在外部将它们连接起来,这称 为闭环状态,又称为反馈状态。
反馈在电和非电领域都得到了广泛的应用。通常自动控制和自动调节 系统都是基于反馈原理构成的;在放大电路中适当引入反馈、可以改善放 大电路的性能

电工与电子技术第三章 集成运算放大器及其应用

电工与电子技术第三章 集成运算放大器及其应用

各级工作点相互影响 适于放大直流或变化缓慢的信号 电压放大倍数为各级放大倍数之积 零点漂移
零点漂移---当输入信号为零时,输出端电压 偏离原来的起始电压缓慢地无规则的上下漂动, 这种现象叫零点漂移。
产生原因---温度变化、电源电压的波动、电 路元件参数的变化等等。
第一级产生的零漂对放大电路影响最大。
∴ i 1= i f
即 ui/R1=-uo/ Rf
uo、ui 符合比例关系,负号表示输出输入电 压变化方向相反。
电路中引入深度负反馈, 闭环放大倍数Auf 与运放的Au无关,仅与R1、Rf 有关。
当R1=Rf 时, uo=-ui ,该电路称为反相器。 R2--平衡电阻 同相端与地的等效电阻 。其作用是保持输入 级电路的对称性,以保持电路的静态平衡。
共模信号--极性相同,幅值相同的信号。
u i1= u i2
差模输入(信号)
ui1 ui2 ui 2
IC1 IC2
UCE1 UCE2 u0 UCE1 Δ UCE2 2 UCE1
Ad 2 UCE1 / ui 2 UCE1 / 2ui1 UCE1 / ui1
i3 ui3 R3
i f u0 Rf
ui1 R1 i1
Rf if
ui2 R2 i2 ui3 R3 i3
- + +∞
uo
RP
u0 ui1 ui 2 ui 3 R f R1 R2 R3
uo R f ( ui1 ui2 ui3 ) R1 R2 R3
若 R1 R2 R3 R f
AOUi
uo
I-≈I+ ≈0
二、Rf if
ui R1 i1 R2

集成运算放大器全篇

集成运算放大器全篇
要求。
习题判16
七、 微分器
iF R
i1 C ui
R2
– +
+
u–= u+= 0
uo
若输入: ui sin t
ui
则:uo RC cost RC sin(t 90 ) 0 uo
0
iF
uo R
i1
C
dui dt
i1 iF
uo
RC
dui dt
t t 习题判19
微分是积分的逆运算。因此,只要将积分运算电路 中R和C的位置互换,就能形成微分器基本电路。如果 说,积分电路能够延缓信号的传输,那么微分电路则能 加快信号的传输过程,微分器又称D调节器。
(2)无调零引出端的运放调零。有些运放是不设调零引出端 的,特别是四运放或双运放等因引脚有限,一般都省掉调零端。 用作电压比较器的运放,无需调零;用作弱信号处理的线性电 路,需要通过一个附加电路,引入一个补偿电压,抵消失调参 数的影响,几种附加的调零电路如图1-14所示。 调零电路的接人对信号的传输关系应无影响,故图l-14a和图l14b加入了限流电阻R3,R3的阻值要求比R1大数十倍,若R1 =10 kΩ, R3可取200 kΩ。图l-14c和图l-14d为不用调零电源 (+U和-U)的调零电路,通过调节电位器RP,可以改变输入偏置 电流的大小,以调整电消振措施 1)区分内外补偿。从产品手册或产品说明书上可查到补偿方法, 如F007型运放往往把消振用的RC元件制作在运放内部。大部分 没有外接相位补偿(校正)端子的运放,均列出补偿用RC元件 的参考数值,按厂家提供的参数,一般均能消除自激。 2)补偿电容与带宽的关系。有时按厂家提供的RC参数不能完全 消除自激。此时若加大补偿电容的容量,可以消除自激。对于 交流放大器,则必须注意补偿元件对频带的影响,不应取过大 的电容值,要选取适当的电容值,使之既能消除振荡,又能保 持一定的频带宽度。此外,对应不同的闭环增益,所需的补偿 电容和补偿电阻也不同。在选取补偿元件时,可以按以下原则 掌握:在消除自激的前提下,尽可能使用容量小的补偿电容和 阻值大的补偿电阻。

电子课件电子技术基础第六版第三章集成运算放大器及其应用

电子课件电子技术基础第六版第三章集成运算放大器及其应用
1. 组成框图 集成运算放大器的组成框图如图所示,通常包括输入级、 中间级、输出级和偏置电路。
集成运算放大器的组成框图
(1)输入级 通常是具有较大输入电阻和一定放大倍数的差动放大电路 ,利用它可以使集成运算放大器获得尽可能高的共模抑制比 。 (2)中间级 中间级的作用是使集成运算放大器具有较强的放大能力, 通常由多级共射极放大器构成。
一、零点漂移
放大直流信号和缓慢变化的信号必须采用直接耦合方式, 但简单的直接耦合放大器,常会发生输入信号为零输出信号 不为零的现象。产生这种现象的原因很多,如温度的变化、 电源电压的波动、电路元件参数的变化等,都会使静态工作 点发生缓慢变化,该变化量被逐级放大,便会使放大器输出 端出现不规则的输出量,这种现象称为“零点漂移”,简称“零 漂”。
三、集成运算放大器的主要参数
为了表征集成运算放大器的性能,生产厂家制定了很多参 数,作为合理选择和正确使用集成运算放大器的依据。下面 介绍几项主要的参数,见表。
集成运算放大器的主要参数
集成运算放大器的主要参数
§3-3 集成运算放大器的基本电路
学习目标
1. 了解理想集成运算放大器的基本概念。 2. 了解集成运算放大器线性工作区和非线性工作区的 特性及工作特点。 3. 理解集成运算放大器“虚短”“虚断”的概念。 4. 了解集成运算放大器电路直流平衡电阻的配置。
2. 消除自激振荡 集成运算放大器是多级放大器,具有极高的电压放大倍数 ,但它极易产生自激振荡,使运算放大器不能正常工作。为 了防止自激振荡的产生,通常按产品手册要求,在补偿端子 上接指定的补偿电容或 RC 移相网络,以便消除自激振荡现 象。
四、集成运算放大器的保护 电路
1. 防止电源极性接反 为了防止电源极性接反而损坏集 成运算放大器,可利用二极管的单向 导电特性来控制,如图所示,二极管 V1、V2 串入集成电路直流电源电路 中,当电源极性接反时,相应的二极 管便截止,从而保护了集成电路。 防止电源极性接反保护电路
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

5.串联、并联反馈的判断
如图8-7所示,若输入信号ui与反馈信号uf在输入端相串联,
且以电压相减的形式出现,即ud = ui-uf为串联负反馈;若输入
信号ii与反馈信号if在输入回路并联且以电流相减形式出现,
即if=ii-if为并联负反馈
上一页 下一页
第二节 负反馈放大器
二、负反馈放大器的四种组态
上一页 下一页
第二节 负反馈放大器
二、负反馈放大器的四种组态
图8-9 (c)所示电路,从输入端看,净输入id=ii-if,因此是并 联反馈。由虚地可看出Rf与R相当于并联的关系,所以反馈 量if=-Rio/(Rf+R)>0(由图中io的实际方向可知,io<0),因此既 是负反馈,又是电流反馈。综上所述,反馈组态为电流并联 负反馈。
输出级与负载相接,要求其输出电阻低,带负载能力强, 一般由互补对称电路或射极输出器组成
偏置电路的作用是为上述各级电路提供稳定和合适的偏置 电流,决定各级的静态工作点。
上一页 下一页
第一节 集成运算放大器
三、集成运算放大器的主要参数
开环电压放大倍数Auo 指运放在无外加反馈情况下的空载 电压放大倍数
上一页 下一页
第二节 负反馈放大器
三、负反馈对放大器性能的影响
4.拓展通频带 通频带是放大电路的重要指标,放大器的放大倍数和输入
信号的频率有关。定义放大倍数为最大放大倍数的 2 / 2 倍以 上所对应的频率范围为放大器的通频带。在一些要求有较宽 频带的音、视频放大电路中,引人负反馈是拓展频带的有效 措施之一。 放大器引入负反馈后,将引起放大倍数的下降,在中频区, 放大电路的输出信号较强,反馈信号也相应较大,使放大倍 数下降得较多;在高频区和低频区,放大电路的输出信号相对 较小,反馈信号也相应减小,因而放大倍数下降得少些。如 图8-14所示,加入负反馈之后,幅频特性变得平坦,通频带 变宽。
常见集成运放的外形有双列直插式和圆壳式等,如图8-2 所示。
下一页
第一节 集成运算放大器
二、集成运算放大器的组成
集成运算放大器的内部包括四个部分:输入级、输出级、中 间级和偏置电路。如图8 -4所示。
输入级是提高运算放大器质量的关键部分,要求其输入电 阻高,能够抑制零点漂移和干扰信号。
中间级主要进行电压放大,要求电压放大倍数高,一般由 共射极放大电路组成
差模输入电阻rid 指运放在差模输入时的开环输入电阻 开环输出电阻r0 指运放无外加反馈回路时的输出电阻 共模抑制比KCMR 用来综合衡量运放的放大和抗零漂、抗
共模干扰的能力 输入失调电压Uio 数值上等于输出电压为零时两输入端之
间应施加的直流补偿电压 输入失调电流Iio 输入信号为零时,两个输入端静态电流
上一页 下一页
第二节 负反馈放大器
一、反馈类型的判别方法
3.电流、电压反馈的判断
如图8-8所示,反馈信号取自于输出电压,且Xf ∝ uo,是 电压反馈;若反馈信号取自于输出电流,且Xf ∝ io流通道中所具有的反馈称为直流反馈。在交流通道中所 具有的反馈称为交流反馈。
Af
Xo Xi
A 1 AF
上式中的(1 + AF)是衡量负反馈程度的一个重要指标,称为 反馈深度
上一页 下一页
第二节 负反馈放大器
三、负反馈对放大器性能的影响
3.对输入电阻和输出电阻的影响 (1)负反馈对输入电阻的影响 取决于反馈信号在输入端的
连接方式。串联负反馈使输入电阻提高,并联负反馈使输入 电阻降低 (2)负反馈对输出电阻的影响 取决于输出端反馈信号的取 样方式。电压负反馈降低输出电阻,目的是稳定输出电压;电 流负反馈提高输出电阻,目的是稳定输出电流
图8-9 (d)所示电路,从输入端看,净输入id=ii-if ,因此 是串联反馈。由于反相输入端的电流为零,因此R与RL是串 联关系,反馈量uf=Rio>0(由图中io的实际方向可知,io>0), 因此既是负反馈,又是电流反馈。如果将愉出uo短接,反馈 信号仍然存在,也可判断出是电流反馈。综上所述,反馈组 态为电流串联负反馈。
上一页 下一页
第二节 负反馈放大器
三、负反馈对放大器性能的影响
1.改善非线性失真
如图8-10所示,假定输出的失真波形是正半周大、负半周 小,负反馈信号电压uf与输入信号ui进行叠加后使净输入信 号ud产生预失真,即正半周小、负半周大。
2.降低放大倍数及提高放大倍数的稳定性
根据图8-6 (b),可以推导出具有负反馈(闭环)的放大电路 的放大倍数为
之差 最大输出电压Uopp 指运放在空载情况下,最大不失真输
出电压的峰-峰值
上一页 返 回
第二节 负反馈放大器
凡是将放大电路输出信号Xo(电压或电流)的一部分或全部 通过某种电路(反馈电路)引回到输入端,就称为反馈。若引 回的反馈信号削弱输入信号而使放大电路的放大倍数降低, 则称这种反馈为负反馈,若反馈信号增强输入信号,则为正 反馈。
图8 -6中分别为无负反馈的基本放大电路和带有负反馈的 放大电路的方框图。
下一页
第二节 负反馈放大器
一、反馈类型的判别方法
1.有无反馈的判别 判断有无反馈,就是判断有无反馈通道,即在放大电路的
输出端与输入端之间有无电路连接,如果有电路连接,就有 反馈,否则就没有反馈。反馈通道一般由电阻或电容组成 2.正、负反馈的判断 用瞬时极性法,首先在放大器输入端设输入信号的极性 “+”或“-”,再依次按相关点的相位变化推出各点对地交流 瞬时极性,最后根据反馈回输入端(或输入回路)的反馈信号 瞬时极性看其效果,使净输入信号减少的是负反馈,否则是 正反馈。
图8-9 (a)所示电路,从输入端看,净输入id=ii-if,因此是并 联反馈。从反馈量看if=-uo/Rf>0(由图中uo的实际极性可知, uo<0),因此既是负反馈,又是电压反馈。综上所述,反馈组 态为电压并联负反馈。
图8-9 (b)所示电路,从输入端看,净输入ud=ui-uf,因此是 串联反馈。从反馈量看uf=R1/(RF+R1)>0(由图中uo的实际极 性可知,uo>0),因此既是负反馈,又是电压反馈。综上所述, 反馈组态为电压串联负反馈。
第八章 运算放大器及其应用
第一节 集成运算放大器 第二节 负反馈放大器 第三节 运算放大器的线性和非线性应用
第一节 集成运算放大器
一、集成运放的图形符号及外形
集成运算放大器的图形符号如图8-1所示。u+为同相输入端, 由此端输入信号,输出信号与输入信号同相。u-为反相输入 端,由此端输入信号,输出信号与输入信号反相。U0为输出 端,+UCC接正电源,-UCC接负电源。
相关文档
最新文档