第5章运算放大器.ppt
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1、第5章 集成运算放大器,集成运放实质上是一种双端输入、单端输出的具有高电压放大倍数,高输入阻抗、低输出阻抗的多级直接耦合放大器。它主要用来实现模拟信号的运算及处理,在模拟电子线路中得到了广泛的应用。,2反相输入端,6输出端,3同相输入端,4正电源端,7负电源端,8闲置端(NC),1、5接调零电位器,运放举例:LM741,集 成 度 分 类:SSI、MSI、LSI、VLSI,5.1 概述,集成运放器的内部电路构成,集成运算放大器的输入级都采用差动放大电路(双端输出),中间级一般都是共发射极电压放大电路,输出级由互补对称功放电路和射极输出器组成。,集成运算放大器的主要参数,1. 开环差模电压放大倍
2、数Auo,Auo是决定运放电路稳定性和运算精度的重要因素,希望Auo越大越好。,2. 最大输出电压UoPP,在一定电源电压下,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峰值。其值比电源电压小。如电源电压为15V,该值约为12V左右。,3. 最大差模输入电压Uidmax,Uidmax是指集成运放的反相输入端和同相输入端之间所能承受的最大电压。,4. 最大共模输入电压Uicmax,Uicmax是指集成运放所能承受的最大共模输入电压,超过这个值,共模抑制比明显下降,甚至造成器件损坏。,5. 差模输入电阻rid,rid是指集成运放两个输入端之间的电阻值。rid越大越好,它标志集成运放输入端
3、向差模信号源索取信号能力的大小。,6. 输出电阻ro,ro是指集成运放输出级的输出电阻。它反应了运放带负载的能力。,7. 共模抑制比KCMRR,KCMRR是指集成运放的开环差模输入电压放大倍数与共模输入电压放大倍数之比值,用来衡量输入级各参数的对称程度。 KCMRR越大,运放抑制共模信号的能力就越强。,理想集成运算放大器,理想集成运放的电路模型,理想集成运放及其分析依据,理想集成运放的传输特性是指输出电压与净输入电压之间关系的特性曲线。如右图所示:,理想集成运放的传输特性,实际特性,理想特性,传输特性的特点,传输特性可分为线性区和非线性区。所以,运算放大器可工作在线性区也可工作在非线性区,但是
4、,其分析方法不一样。,线性区,非线性区,非线性区,当理想运放工作在线性区时:,1.理想运放的两个输入端的电位相等,虚短,有限值,教材P207例,2.理想运放的两个输入端的输入电流为零。,虚断,当理想运放工作在非线性区时:,1.理想运放的两个输入端的输入电流为零。,虚断,2.输出电压有两种取值可能,当,只是两种状态的转换点,(正饱和值),(负饱和值),概述:利用运放器的线性工作区可实现输出、输入信号之间的线性运算关系:如比例、加减、积分与微分等运算,它们都是运放器的线性应用,且都适用于叠加原理。,要保证运放器工作在线性区,在运放器构成的各种运算电路中,就必须引入深度负反馈,以降低整个放大电路的放
5、大倍数,从而扩大输入信号的范围。,5.2 集成运放的线性应用,比例运算,反相比例运算,因为输入信号从反相输入端输入,所以,称为反相输入。,Rf 反馈电阻 R2 平衡电阻用于消除静态基极电流对输出电压的影响 R2= R1Rf,运放在信号运算方面的应用,当R1= Rf时,反馈类型,电压并联负反馈,反相器,与运放本身的参数无关,保证了比例运算的精度和稳定性。,输入电阻降低,输出电阻降低。,同相比例运算,反馈类型,电压串联负反馈,输入电阻增高,输出电阻降低。,电压跟随器,反相比例加法运算,在反相端输入若干路信号,构成反相加法运算电路,由此得,减法(差动)运算,当运放的两个输入端都加入信号时称为差动输入
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