集成运算放大器与反馈
运算放大器—反馈的概念(电工电子课件)
四、集成放大器在电子电路中的应用
1.电桥信号放大电路的应用
电桥信号放大电路实际上是一个差分放大电路，它是将由传感 器引起的电桥输出电压放大
当传感器的阻值没有变化时，即△R=0时，电桥平衡,电路 输出电压u0=0
因△R<<R
式中
称为传感器的灵敏度
当外接电阻R1=R2、Rf=R3，电桥放大器的输出电压为
正、负反馈
二、正、负反馈电路判断
瞬时极性法
即首先任意假定外输入信号的瞬时极性，然后根据放大原 理确定输出端的瞬时极性，再由反馈电路确定反馈信号的 极性。比较外输入信号及反馈信号,即可判断是什么反馈。 如反馈信号使外输入信号增强，而使净输入信号增大，即 为正反馈。反之，如反馈信号使净输入信号减小，则为负 反馈。
电喷发动机中，用来测量进气压力的进气压力传感器就是由 压敏电阻和集成运放制成的。许多车系都采用了这种传感器
2.光电测量电路 自动空调控制系统中，用作检测日照量的传感器
3.充电系统电压监视器电路 充电系统电压监视器是窗口比较器电路在电子电路中的典型应 用
电路主要是由LM339构成的一个窗口比较器。基准电压由R1和VZ 组成的稳压电路组成，VZ的稳压值是6V。基准电压分别接在A1的 正向端和A2的反相端。E接在充电系统电源上。
反馈在放大电路中应用
一、开环、闭环、反馈的概念
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。
Байду номын сангаас
所谓反馈，就是将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分 或全部通过一定形式的电路（反馈电路）送回到输入端，和输 入信号共同作用于基本放大电路，控制其输出。
集成运算放大器相关知识
集成运算放大器相关知识集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种电子设备，可以放大输入信号并输出放大后的信号。
它在电子电路中广泛应用，是现代电子技术的重要组成部分。
本文将介绍集成运算放大器的基本原理、特性和应用。
一、基本原理集成运算放大器是由多个晶体管和其他电子元件组成的集成电路芯片。
它的核心部分是差分放大器，由输入级、中间级和输出级组成。
差分放大器能够将输入信号放大并进行相位反转，使得放大后的信号与输入信号之间具有特定的幅度和相位关系。
集成运算放大器具有两个输入端和一个输出端。
其中，一个输入端称为非反相输入端（+），另一个输入端称为反相输入端（-）。
通过调节输入端的电压，可以控制输出端的电压。
当输入端的电压差为零时，输出端的电压为零；当输入端的电压差增大时，输出端的电压也相应增大。
二、特性1. 增益：集成运算放大器具有很高的增益。
通常情况下，它的增益可达几万甚至几十万倍。
这使得它能够将微弱的输入信号放大到足够大的幅度，以便进行后续处理或驱动其他设备。
2. 输入阻抗：集成运算放大器的输入阻抗很大，通常为几兆欧姆。
这意味着它可以接受来自外部电路的信号而对其产生很小的影响，从而保持信号的稳定性。
3. 输出阻抗：集成运算放大器的输出阻抗很小，通常为几十欧姆。
这意味着它能够提供足够大的输出电流，以驱动其他负载电路。
4. 带宽：集成运算放大器的带宽是指它能够放大的频率范围。
一般来说，带宽越大，放大器能够处理的高频信号越多。
常见的集成运算放大器的带宽在几百千赫至几百兆赫之间。
5. 偏置电压：集成运算放大器的输入端存在一个偏置电压。
当输入信号为零时，输出信号也不为零，而是存在一个偏置电压。
这是由于集成运算放大器内部元件的不匹配造成的。
三、应用1. 模拟电路：集成运算放大器常用于模拟电路中，如滤波器、放大器、振荡器等。
它可以对信号进行放大、滤波、调制等处理，使得信号能够适应不同的应用场景。
集成运算放大器全篇
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。
集成运算放大器
集成运算放大器什么是集成运算放大器？集成运算放大器（简称为“运放”）是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的电路器件。
它可以对输入信号进行放大、求和、减法、积分、微分和滤波等操作，因此在模拟电路中具有广泛的应用。
常用的集成运算放大器类型常用的集成运算放大器类型有若干种，下面介绍常用的几种类型。
1. 双运放双运放是在同一芯片上集成了两个独立的运放，它们共享电源和地线，但具有独立的输入和输出引脚。
而且，双运放的价格比两个单独的运放的价格要便宜，在一些应用中能够节省成本。
2. 四运放四运放是在同一芯片上集成了四个独立的运放，它们共享电源和地线，但具有独立的输入和输出引脚。
四运放可以实现多路信号处理、滤波、放大等功能，并具有更高的集成度和更小的尺寸。
3. 差分运放差分运放是一种仅有一对输入的运放，它的输出与两个输入端的差值成正比。
差分运放常用于模拟信号的放大、滤波、比较等应用场景。
4. 噪声取消运放噪声取消运放是一种特殊的差分运放，它可以通过特殊的布局和电路设计抵消输入信号中的共模噪声和交流噪声。
集成运算放大器的应用由于集成运算放大器在模拟电路中具有广泛的应用，因此在许多电子设备中都可以看到它们的身影。
下面列举几个常见的应用实例。
1. 电压跟随器电压跟随器是一种特殊的集成运放放大器，它的输出电压与输入电压完全相同。
它广泛用于多级放大器电路中，能够提高电路的输入阻抗，稳定电路的工作状态，并使信号传输更加精确和可靠。
2. 滤波电路集成运算放大器在滤波电路中起到关键作用。
利用其高增益、高输入阻抗以及差分运放的特性，可以设计出各种复杂的滤波电路，如低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、高通滤波器等。
3. 比较器比较器是一种将输入信号与参考电压进行比较后输出正弦波的器件。
利用集成运算放大器的高增益和差分运放的特性，可以设计出高精度、高稳定性、高速度的比较器电路，常用于电压比较、波形识别、开关控制等领域。
4. 稳压电源集成运算放大器可以应用于稳压电源的反馈回路中，通过对反馈信号进行处理，使输出电压稳定，而不受输入电压和负载变化的影响。
集成运算放大器中反馈的类型和判别方法
集成运算放大器中反馈的类型和判别方法作者：周庆华来源：《硅谷》2014年第10期摘要在电子电路中，反馈的应用是极为广泛的，而集成运算放大器（简称集成运放）中引入的负反馈更对其电路的性能有着十分重要的影响。
文章就集成运算放大器中反馈的类型进行了描述，并对反馈的几种不同判别方法进行了研究和总结。
关键词集成运算放大器；反馈；反馈类型；判别方法中图分类号：TN722 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0132-021 反馈的分类（类型）将电路输出端输出的电压或者电流的全部或者其中的一部分，通过反馈电路引回到输入端（如图1）称为反馈。
图1反馈根据对输入端信号的增强或者削弱情况，又可以分为正反馈和负反馈两种不同的类型。
若Xd（净输入信号）>Xi（输入信号），即Xf（反馈信号）对集成运算放大器的输入端Xi（输入信号）起到了增强的作用，则此种反馈被称之为正反馈；若Xd（净输入信号）负反馈根据从集成运算放大器输出端引出的方式不同又可以分为电压反馈（或者电流反馈）；根据引回到集成运算放大器的输入端形式的不同又可以分为串联反馈（或者并联反馈），最后再根据输出端和输入端不同的引出引入方式组合成四种类型的负反馈，即：电压-并联-负反馈、电流-并联-负反馈、电压-串联-负反馈、电流-串联-负反馈。
2 反馈的判别方法针对集成运算放大器而言，反馈的判别是有一定的步骤的。
首先判断有无反馈；接着判断是正反馈还是负反馈；如果是负反馈，最后再判断负反馈的类型。
2.1 有无反馈的判别方法如果集成运算放大器的输出端和输入端有电路连接，并且反馈电路将输出端的电压或电流引入到输入端，则说明此时的电路有反馈（如图2）。
图2但有一种集成运算放大器的电路需要特别注意，虽然看似有反馈，但实际电路是直接接地的，输出端的信号没有引回到输入端，此时的集成运算放大器电路是没有反馈的（如图3）。
图32.2 正反馈和负反馈的两种判别方法方法一：集成运算放大器正反馈和负反馈的通用判别方法一般采用的是瞬时极性法，具体的判别分成以下三个步骤：①先任意假设集成运算放大器的两个输入端的任一输入端在某一瞬间的极性（假设时可以假设极性为“+”，也可以假设极性为“-”）；②根据反相输入端电位的瞬时极性与同相输入端电位的瞬时极性相反；输出端电位的瞬时极性与反相输入端电位的瞬时极性相反；输出端电位的瞬时极性与同相输入端电位的瞬时极性相同的三个标准（或者直接看集成运算放大器图形的符号，标示“+”相同符号的端口极性相同，标示“+”、“-”不同符号的端口极性相反），标出集成运算放大器另外一个输入端和输出端电位的瞬时极性；③根据反馈电路上所标示出的极性，与输入端标示的极性进行对比，即可以确定反馈类型。
06 集成运放、反馈的认知及应用电路的制作(电子教材)
项目6 集成运放、反馈的认知及应用电路的制作学习目标1．知识目标(1) 了解集成运算放大器(简称集成运放)的结构组成及特性指标，了解常见集成运放的种类、引脚特性。
(2) 了解集成运放的“虚短”和“虚地”的概念，了解集成运放应用电路的分析与基本计算。
(3) 掌握反馈的定义、分类及判别方法，重点掌握各种反馈类型对放大电路静态和动态性能的影响。
2．技能目标(1) 掌握利用万用表、信号发生器、示波器测试反馈电路的特性的方法。
(2) 制作音频放大电路的中间级，学会对电路所出现故障进行原因分析及排除。
生活提点集成电路是20 世纪60 年代初发展起来的一种新型器件。
它把整个电路中的各个元器件以及器件之间的连线采用半导体集成工艺同时制作在一块半导体芯片上，再将芯片封装并引出相应引脚做成具有特定功能的集成电子线路。
与分立件电路相比，集成电路实现了器件、连线和系统的一体化，外接线少，具有可靠性高、性能优良、质量轻、造价低廉、使用方便等优点。
另外，通过引入反馈可改善放大电路的放大性能。
项目任务制作音频放大电路的中间级部分，要求该电路采用两级集成运放作为放大之用，电压放大倍数至少达到50以上。
该电路在PCB 上如图6.1 所示。
图6.1 音频放大电路的中间级部分项目实施6.1 集成运放的认知集成运放的实物如图6.2 所示。
6.1.1 集成运放的组成及其符号各种集成运算放大器的基本结构相似，主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成，如图 6.3 所示。
输入级一般由可以抑制零点漂移的差动放大电路组成；中间级的作用是获得较大的电压放大倍数，可以由共射极电路承担；输出级要求有较强的带负载能力，一般采用射极跟随器；偏置电路的作用是为各级电路供给合理的偏置电流。
图6.3 集成运算放大电路的结构组成集成运放的图形和文字符号如图6.4 所示。
图6.4 集成运放的图形和文字符号其中“-”称为反相输入端，即当信号在该端进入时，输出相位与输入相位相反；而“+”称为同相输入端，输出相位与输入信号相位相同。
集成运算放大电路
功耗
描述放大电路在工作过程 中消耗的能量，包括静态
电流、动态功耗等。
参数与性能指标的测试方法
01
02
03
输入阻抗测试
通过测量输入电压和电流 的比值来计算输入阻抗。
输出阻抗测试
通过测量输出电压和电流 的比值来计算输出阻抗。
开环增益测试
通过测量放大电路在不同 频率下的电压增益来计算 开环增益。
参数与性能指标的测试方法
描述放大电路对电源的需求和 功耗特性，包括电源电压、静 态电流等。
主要性能指标
线性度
描述放大电路输出信号与输 入信号之间的线性关系，包 括失真度、线性范围等。
精度
描述放大电路输出信号的 精度和稳定性，包括失调
电压、失调电流等。
带宽
描述放大电路在不同频率下 的响应速度和带宽范围，包 括通频带、增益带宽积等。
集成运算放大电路
目录
• 集成运算放大电路概述 • 集成运算放大电路的应用 • 集成运算放大电路的参数与性能指标 • 集成运算放大电路的设计与实现 • 集成运算放大电路的发展趋势与展望
集成运算放大电路概
01
述
定义与特点
定义
集成运算放大电路是一种将差分 输入的电压信号转换成单端输出 的电压信号，并实现电压放大的 集成电路。
特点
具有高放大倍数、高输入电阻、 低输出电阻、低失真度、低噪声 等优点，广泛应用于信号放大、 运算、滤波等领域。
工作原理
差分输入
集成运算放大器采用差分输入方式， 将两个输入端之间的电压差作为输入 信号。
放大与输出
反馈机制
集成运算放大器采用负反馈机制，通 过反馈网络将输出信号的一部分反馈 到输入端，以改善电路的性能。
集成运算放大器中的反馈
差模输入电压
uId
u1
u1
uO uOd
0
或 u1 u1
相当于两输入端短路，但又不
是真正的短路，故称为“虚短”。
如图所示。
16
虚断：净输入端电流等于零
即 ii 0
理想运放的差模输入电阻 Rid ∞,
流经运放两输入端的电流
i1
i1
i1
u1 u1 Rid
电压并联、电流串联、电流并联，不同组态的负反馈对放 大器输入、输出电阻的影响也不一样。
反馈放大器的一般形式
06
di
er zhang jie
ห้องสมุดไป่ตู้
第二章 节
2.1 图形符号及引脚功能
图形符号如下图所示
表示运放
表示开环增益极 高
09
引脚功能
2.1 图形符号及引脚功能
在实际应用中，集成运放除了输入和输出端，还有电源端， 有些运放还有调零和相位补偿端。实物及引脚排列如图所示。
当反馈量取自输出电压时称为电压反馈，取自输 出电流时称为电流反馈；
反馈放大器的一般形式
06
3.3 负反馈放大器的四种组态
根据反馈网络与放大器输入端连接方式不同，可分为 串联和并联反馈，当反馈量与输入量以电压方式相叠加时 称为串联反馈，以电流方式相叠加时称为并联反馈。
这样，交流负反馈放大器有四种组态，即电压串联、
09
di san zhang jie
第三章 节
3.1 集成运放的组成
集成运放由４部 分组成，即输入 级、中间级、输 出级以及偏置电 路。
11
3.2 各部分的作用
输入级
新概念学习：零点漂移
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•
20章 组合逻辑电路
• 1．逻辑式 Y ABC ABC AB ，C ABC 化简后为( )。 • 2．时序逻辑电路与组合逻辑电路的主要区别是 （ ）。 • A 时序电路只能计数，而组合电路只能寄存 • B 时序电路没有记忆功能，组合电路有记忆功能 • C 时序电路具有记忆功能，组合电路没有记忆功 能 • D 以上说法均不对
第三章 集成运算放大器和反馈
• 1、运算放大器组成、各部分作用 • 2、理想运算放大器特性、两个工作区及对 应极限性质。 • 3、虚短、虚断、虚地的概念 • 4、基本运算电路及其分析方法 • 5、反馈极性及组态； • 6、负反馈对放大电路的影响
第三章 集成运算放大器和反馈
1．为了稳定放大电路的输出电压并提高输入 电阻，应采用( )。 A. 串联电压负反馈 B. 并联电流负反馈 C. 串联电流负反馈 D. 并联电压负反馈 2．分析运放的两个依据中“虚断”是指（ ） A、U-≈U+ B、I-≈I+≈0 C、U0=Ui D、Au=1
3、瞬时极性法是用来判断： A．电路中引入的是直流反馈还是交流反馈 B．电路中引入的是正反馈还是负反馈 C．电路中引入的是电压反馈还是电流反馈 D．电路中引入的是并联反馈还是串联反馈
4、集成运放级间耦合方式是 ( (a) 变压器耦 合 (b) 直接耦合
)。 (c) 阻容耦
5、电路如图所示，RF引入的反馈为（ ）。 (a) 串联电压负反馈 (b) 串联电流负反馈 (c) 并联电压负反馈 (d) 并联电流负反馈
17、74LS138是3线-8线译码器，译码输出为 低电平有效，若输入A2A1A0=100时， 输出 = 。 18、直接把两个门的输出连在一起实现“与” 逻辑关系的接法叫 。 19、下列各式中是四变量A、B、C、D的最 小项是： 。 20、在下列电路中，只有（ ）属于组合逻 辑电路。 (a) 触发器 (b) 计数器 (c) 数据选 择器 (d) 寄存器
3.下列逻辑代数运算错误的是：（ ） A、A+A=A；B、A.A =1 C、AA= A ；D、 A+ A =1 4、在TTL三态门、OC门和异或门中，能实现 线与功能的门电路有；能实现总线连接方式的 门电路时。 5
Y A BCDE
的反函数是
6某些输出门的输出除了通常的逻辑１和逻辑 ０外，还有第三种状态，即 状态，因而 称为三态门，又称TSL门。 7．N个变量构成的最小项个数有 ，任 意两个最小项之积恒为 ，全体最小项之 和恒为 。 8．在TTL电路中，输入端悬空等效于 电平； 在CMOS或非门电路中，对未使用的输入 端应当接 。
11、运放电路如图所示，已知各项参数 • ，(1)第一级运放中反馈类型 • (2)求u01、u02的值；
10、电路如图所示，其稳压管的稳定电压， 正向压降忽略不计，输入电压，参考电压， 试画出输出电压的波形。
UR
＋ uI D Z1 D Z2 ∞ ＋ R
uO
12、在图示电路中，设A1、A2、A3均为理想运
RF － ∞ + ＋ R
uO
ui
6、在运算放大器电路中， 引入深度负反馈 的目的之一是使运放 ( )。 (a) 工作在线性区 ， 降低稳定性 (b) 工作在非线性区 ，提高稳定性 (c) 工作在线性区 ， 提高稳定性 7、电路如图所示其电压放大倍数等于 ( )。 (a) 1 (b) 2 (c) 零
11、在何种输入情况下，“与非”运算的结 果是逻辑0。 A．全部输入是0 B.任一输入是0 C.仅一输入是0 D.全部输入是1 12、对于MOS门电路，多余端不允许 A、悬空 B、与有用端并联 C、接电源 D、接低电平
13. CMOS 传输门可以用来传输模拟信号和 数字信号
14. 当逻辑函数有n个变量时，共有 个变 量取值组合？ A. n B. 2n C. n2 D. 2n 15. 一位八进制数可以用（ ）位二进制数 来表示。 A. 2 B. 3 C. ４ D. 16 16. 以下电路中常用于总线应用的有 。 A.TSL门 B.OC门 C. 漏极开路门 D.CMOS与非门
、 A R3 uO1
1
+
、A
2
、A
3
uO3
uO2 R4 ±6V
R’
第四章 直流稳压电源
1、半导体直流稳压电源可由变压、整流 、 和稳压四部分组成。 2、单片式三端集成稳压器CW7815输出电压 的稳定值为 。 3在全波整流电路中，设输入电压的有效值为， 则负载电阻上平均电压等于（ ） A、 B、 C、 D、
ui
＋ ∞ ＋ uO
பைடு நூலகம்
8、一 个正弦波振荡器的开环电压放大倍数 为A ，反馈系数为F ，该振荡器要能自行 建立振荡，其幅值条件必须满足 （ ）。 能够稳定振荡的幅值条件是 （） 9、一个正弦波振荡器的反馈系数 F ，若 该振 荡器能够维持稳定振荡，则开环电压 放大 倍数必须等于 （ ）。
1 180 5
算放大器，其最大输出电压幅值为±12V。 （1）试说明A1、A2、A3各组成什么电路？ （2）A1、A2、A3分别工作在线形区还是非线形区？ （3）若输入为1V的直流电压，则各输出端uO1、 uO2、uO3的电压为多大？
R2 20 k R1 uI 2 k
8
+ +
10 k 8
10 k
+
8 + +
4、整流电路如图所示，已知输出电压平均值 是18V，则变压器副边电压有效值是（ ）。 (a)40V (b)20V (c)15V (d)12.7V
D1 + u2 D4 D3
D2 RL
+
uO
-
5、在如图所示电路中，试求输出电 压UO的可调范围是多少？
20章 组合逻辑电路
1、逻辑函数的表示方法及其相互转换 2、函数化简与变换 3、基本逻辑门电路及其复合门电路逻辑功能。 4、有关概念：扇入、扇出等 5、三态门、OC门、传输门 6、门多余端处理、TTL门电路悬空、通过不同电阻 接地的意义 7、组合逻辑电路的分析与设计 8、常用组合逻辑部件逻辑功能 9、138、151实现函数
9、编码器的逻辑功能是( )。 (a) 把某种二进制 代码 转换成某种输出状态 (b) 将某种 状态转换成相应的二进制 代码 (c) 把二进制 数转换成 十进 制 数 10、译码器的逻辑功能是 ( )。 (a) 把某种二进制代码转换成某种输出状态 (b) 把某种状态转换成相应的二进制代码 (c) 把十进制数转换成二进制数