chap2集成电路运算放大器.ppt
《chap2集成电路运算放大器.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《chap2集成电路运算放大器.ppt(99页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、1,Chap2 集成电路运算放大器,常熟理工学院物电系 http:/10.28.80.88 2006.9,2,Chap2 集成电路运算放大器,3,Chap2 集成电路运算放大器,了解运放内部结构 掌握理想运放模型 详细介绍集成运放电路 信号发生 信号运算 加、减、积分、微分 集成运放负反馈网络 深度反馈的运放有虚短、虚断两个概念 信号处理、变换,4,本章内容,2.1 集成电路运算放大器 2.2 理想运算放大器 2.3 基本线性运放电路 2.4 其它运放电路 2.5 PSPICE仿真例题,5,本章要求,掌握基本运算电路的构成及其信号运算关系; 掌握运算放大器线性应用与非线性应用的特点。,6,2.
2、1 集成电路运算放大器,1.集成运放内部组成 集成电路:把整个电路中的元器件(三极管、电阻、电容等)制作在一块硅基片上,构成特定功能的电子电路。 集成电路分类:模拟集成电路、数字集成电路 常用的模拟集成电路:运算放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁相环、模数和数模转换器、稳压电源、音像用集成电路等。,7,1.集成运放内部组成,如图:集成运放由输入级、中间放大级、输出级组成 (1)输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路,利用它的对称特性可提高整个电路的性能; (2)电压放大级的主要作用是提高电压增益,它可由一级或多级放大电路组成; (3)输出级的作用是降低Ro,提高带
3、负载能力; (4)偏置电路是为各级提供合适的工作电流。,8,1.集成运放内部组成,集成运放符号和表达式,集成运放符号,P:postive(同相端) N:negative(反相端),9,1.集成运放内部组成,集成运放符号和表达式,10,2.1 集成电路运算放大器,2 运放电路模型(见P24 图2.1.3) 开环增益Avo(104) 输入电阻ri(106) 输出电阻ro(100),11,2.1 集成电路运算放大器,2 运放电路模型 电压传输特性曲线 线性区 非线性区(限幅区) 正负电源电压(正饱和、负饱和),12,2.1 集成电路运算放大器,例2.1.1某运放Avo=2105,ri0.6M,电源电
4、压V+12V,V-12V。 (1)试求voVom12V时输入电压的最小幅度vp-vn? (2)输入电流ii?画出传输特性曲线。,13,2.2理想运放,VomV+,VomV- Avo很高,很小的差分信号就可使运放进入饱和区 vo处于V+、V-间,运放工作在线性区 ri趋于无穷大(ip0,iN0) ro=0 理想运放模型P27 图2.2.1,14,2.3 基本线性运放电路,2.3.1同相放大电路 1.基本电路 电路介绍 同相端输入 反向端反馈 反馈类型 电压 串联 负反馈,15,2.3.1同相放大电路,2.负反馈概念 vi vid vovf(vn) vid vo ,16,2.3.1同相放大电路,3
5、.虚短、虚断 深度负反馈条件下 运放的vn自动跟随vp,使vid=vp-vn0(虚短) 运放输入电阻很大,因此在虚短情况下同相端、反相端电流ipin 0(虚断) 问题:运放有虚短、虚断特性吗?,17,2.3.1同相放大电路,4.运放技术指标 (1)电压增益Av 在深度负反馈条件下,利用理想运放的虚短、虚短得:Avvo/vi1+R2/R1 闭环电压增益Av只取决于R1、R2,而与运放本身的开环增益Avo,ri,ro无关,18,2.3.1同相放大电路,4.运放技术指标(以电路2.3.1为例) (2)输入电阻Ri 根据定义Rivi/iivp/ri 0 (3)输出电阻Ro 定义:vi=0,从输出端看进
6、去的的电阻值 Roro/(R2+R1/ri) 0 (ro=0),19,2.3.1同相放大电路,5.电压跟随器 反馈类型? 利用虚短、虚断得: vovi (输出电压跟随输入电压),20,2.3.1同相放大电路,5.电压跟随器 电压跟随器应用:阻抗匹配器(缓冲器),引入运放后,当负载变化时,输出电压vo几乎不变,从而可消除负载变化对输出电压的影响,21,2.3.2 反相放大电路,1.基本电路,22,2.3.2 反相放大电路,1.基本电路 电路反馈类型 电压 并联 负反馈 利用虚短和虚断得,23,2.3.2 反相放大电路,例2.3.2 如图T型网络中,规定电流向右,向下为正 求vof(vi),24,
7、2.3.2 反相放大电路,T型网络优点:可用低电阻网络得到高增益,25,2.3 基本线性运放电路,说明以下电路的反馈类型,并写出输出电压表达式,26,2.4 其它运放应用,加法电路 减法电路 仪表放大电路 积分电路 微分电路,27,2.4.3 加法电路(负反馈),根据虚短、虚断得:,28,2.4.1 减法电路(负反馈),从结构上看,它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。,29,2.4.1 减法电路(负反馈),高输入电阻的减法电路,根据虚短、虚断得:,第一级为同相放大电路,电路输入电阻为无穷大,30,2.4.2 仪表放大电路,Ri无穷大,31,2.4.4 积分电路(交流负反馈),根据虚短、虚断
8、:,32,当vi为阶跃电压时,电容将以恒流的方式进行充电,输出电压vo与时间t成近似线性关系:,1. 积分电路,当t=时,-vo=Vi。当t时,vo增大,直到-vo=+Vom,即运放输出电压的最大值Vom受直流电源电压的限制,致使运放进入饱和状态,vo保持不变,而停止积分。,33,2.4.4 微分电路(负反馈),根据虚短、虚断:,34,2.4.4 微分电路,当输入信号vi为图a所示的阶跃信号时,在t=0时,输出电压为一有限值,随着电容器C的充电,输出电压逐渐地衰减,最后趋于零。如图b所示,35,归纳与推广,36,归纳与推广,37,小结,38,Chap2 习题,如图所示电路中,A为理想运放。 求
9、Vo与Vi1、Vi2之间的关系式; 设计一个利用运算放大器实现Vo=V1-2V2关系的电路。画出电路图,求出各电阻间的阻值关系。,39,Chap2 习题,图中的A1、A2、A3均为理想运算放大器,试计算UO1、UO2和UO3的值,40,Chap2 习题,试用集成运算放大器组成一个能实现下述运算功能的电路: vO=10vi1-20vi2+0.2vi3 反馈电阻限定为100 k,请画出具体的电路图,并标明元件的数值。,41,Chap2 作业,P46 2.1.3 2.3.3 2.4.2 2.4.4 2.4.8 2.4.11,42,作业: 811,812,813,823,831,844,851,43,
10、8.1 基本运算电路, 比例运算电路, 积分电路, 微分电路, 减法电路, 加法电路,44,反相放大电路,两种基本电路:,同相放大电路,电路形式:,反馈类别:,电压并联负反馈,电压串联负反馈,分析要点:,抓住虚断与虚地:,抓住虚断与虚短:,闭环电压增益:,45,1. 比例运算电路,电压并联负反馈,(1)反相比例运算电路,利用虚短和虚断得,输出与输入反相,46,1. 比例运算电路,电压串联负反馈,(2)同相比例运算电路,利用虚短和虚断得,输出与输入同相,电压跟随器,47,2. 加法电路,根据虚短、虚断和N点的KCL得:,若,则有,(加法运算),输出再接一级反相电路,可得,48,2. 加法电路,4
11、9,3. 减法电路,第一级反相比例,第二级反相加法,(1)利用反相信号求和以实现减法运算,即,当 时,得,(减法运算),50,从结构上看,它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。,(2)利用差分式电路以实现减法运算,当,则,若继续有,则,根据虚短、虚断和N、P点的KCL得:,51,4. 积分电路,式中,负号表示vO与vS在相位上是相反的。,根据“虚短”,得,根据“虚断”,得,即,因此,电容器被充电,其充电电流为,设电容器C的初始电压为零,则,(积分运算),52,当vS为阶跃电压时,电容将以恒流的方式进行充电,输出电压vo与时间t成近似线性关系:,4. 积分电路,当t=时,-vo=Vs。当t时,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- chap2 集成电路 运算放大器
链接地址:https://www.31doc.com/p-2148900.html