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1、1Fundamental of Electronic TechnologyCTGU22.1 集成运算放大器集成运算放大器2.2 理想运算放大器理想运算放大器2.3 基本线性运放电路基本线性运放电路2.4 同相输入和反相输入放大同相输入和反相输入放大 电路的其他应用电路的其他应用31.掌握基本运算电路的构成及其掌握基本运算电路的构成及其信号运算关系；信号运算关系；2.掌握运算放大器线性应用与非掌握运算放大器线性应用与非线性应用的特点。线性应用的特点。4一、集成运算放大器的内部组成单元输入级中间级偏置 电路输出级输入端输出端输 入 级：由差放构成由差放构成。可减小零点漂移和抑制干扰。中 间 级：共
2、射放大电路共射放大电路。用于电压放大。输 出 级：互补对称电路互补对称电路。降低输出电阻，提高带载 能力。偏置电路：由恒流源电路构成。确定运放各级的静态 工作点。2.1 集成电路运算放大器集成电路运算放大器5 在制造工艺上，运放中很难制造电感、电容元件，所以需要时一般都采取外接的方法。制造电阻比较容易，而制造晶体管却最容易。运放举例：LM741 LM741 1 2 3 48 7 6 5 741761432582 2反相输入端反相输入端 出于集成化的原因及放大缓变信号和直流信号的需要，运放各级之间均采用直接耦合的方式。6 6输出端输出端3 3同相输入端同相输入端4 4正电源端正电源端7 7负电源
3、端负电源端8 8闲置端闲置端（NC）1 1、5 5接调零电位器接调零电位器6二、运放代表符号二、运放代表符号 +-u-u+uo国家标准规定符号国家标准规定符号国外常用符号国外常用符号三、运算放大器的电路模型Avo(vp-vN)VpvNvoriro7o+Uo(sat)-Uo(sat)实际特性理想特性u+ - u-开环电压放大倍数高(104-107)； 输入电阻高（约几百K）； 输出电阻低（约几百）； 漂移小、可靠性高、体积小、重量轻、价格低 。四四 电压传输特性电压传输特性Vo=Avo(vp-vN)83）开环输出电阻 ro02）差模输入电阻 rid 4）共模抑制比 KCMRR 理想运放及其分析依
4、据 理想化条件理想化条件：1）开环电压放大倍数 Auo2.2 理想运算放大器理想运算放大器 Avo(vp-vN)VpvNvo9反相放大电路反相放大电路 同相放大电路同相放大电路sV dV oV 1ZfZNP sV dV oV 1ZfZNP电路形式：电路形式：反馈类别：反馈类别： 电压并联负反馈电压并联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈分析要点：分析要点：抓住虚断与虚地：抓住虚断与虚地：0,0 NdVI抓住虚断与虚短：抓住虚断与虚短：sPofNVVVZZZV 11闭环电压闭环电压增益：增益：1ZZAfVF 11ZZAfVF 2.3 基本线性运放电路基本线性运放电路101. 比例运算电路比例运算电
5、路vIvO- -+RfR1AvNvPR2电压并联负反馈电压并联负反馈0PN vv（1）反相比例运算电路反相比例运算电路利用虚短和虚断得利用虚短和虚断得fON1NIRvvRvv I1fOvRRv 输出与输入反相输出与输入反相111. 比例运算电路比例运算电路vIvO- -+RfR1AvNvP电压串联负反馈电压串联负反馈IPNvvv （2）同相比例运算电路同相比例运算电路利用虚短和虚断得利用虚短和虚断得fON1N0RvvRv I1fO)1(vRRv 输出与输入同相输出与输入同相vIvO- -+AvNvP电压跟随器电压跟随器IOvv 122. 加法电路加法电路1NS1-RvvfON-Rvv 根据根据
6、虚短虚短、虚断虚断和和N点点的的KCL得：得：2S2f1S1fO-vRRvRRv f21RRR 若若0PN vv2NS2-Rvv R2RfR1vS2vS1iIvONP+则有则有2S1SO-vvv （加法运算）（加法运算）输出再接一级反相电路输出再接一级反相电路R2RfR1vS2vS1iIvO1NP+RRvO+2S1SOvvv 可得可得133. 减法电路减法电路 O1vS111fvRR 第一级反相比例第一级反相比例第二级反相加法第二级反相加法 OvS222fvRR O122fvRR （1）利用反相信号求和以实现减法运算）利用反相信号求和以实现减法运算 Ov即即S111f22fvRRRR S222
7、fvRR 当当 时时22f11f RRRR ，得得2S1SOvvv （减法运算）（减法运算）14 从结构上看，它是反相输从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大入和同相输入相结合的放大电路。电路。fON1NS1RvvRvv （2）利用差分式电路以实现减法运算）利用差分式电路以实现减法运算3P2PS20RvRvv S11fS23231f1O)(vRRvRRRRRRv 当当,231fRRRR 则则)(S1S21fOvvRRv 若继续有若继续有,1fRR 则则S1S2Ovvv 根据根据虚短虚短、虚断虚断和和N、P点的点的KCL得：得：PNvv 154. 积分电路积分电路式中，负号表示式中，负号
8、表示vO与与vS在相位上是相反的。在相位上是相反的。根据根据“虚短虚短”，得得根据根据“虚断虚断”，得得0PN vv0I i即即0I v因此因此RviiS12 电容器被充电，其充电电流为电容器被充电，其充电电流为2i设电容器设电容器C的初始电压为零，则的初始电压为零，则 tRvCtiCvvd1d1S2OI tvRCvd1SO（积分运算）（积分运算）16 当当vS为阶跃电压时，为阶跃电压时，电容将以恒电容将以恒流的方式进行充电，输出电压流的方式进行充电，输出电压vo与与时间时间t成近似线性关系成近似线性关系:4. 积分电路积分电路当当t= 时，时，-vo=Vs。当。当t 时，时，vo增大，增大，
9、直到直到-vo=+Vom，即运放输出电压的，即运放输出电压的最大值最大值Vom受直流电源电压的限制，受直流电源电压的限制，致使运放进入饱和状态，致使运放进入饱和状态，vo保持不保持不变，而停止积分。变，而停止积分。 dtvRCvSO1tRCVS tV S 175. 微分电路微分电路0, 0 IIivdtdvRCvso 利用虚地、虚断有：利用虚地、虚断有：dtdvCiiis 21设电容器设电容器C初始电压为零，初始电压为零，当接入信号电压后，有：当接入信号电压后，有：dtdvRCiRvvsOI 上式表明，输出电压上式表明，输出电压vo正比于输入电压正比于输入电压vs对时间的微分对时间的微分。18当输入信号当输入信号vs为图为图a所所示的阶跃信号时，在示的阶跃信号时，在t=0时，输出电压为一时，输出电压为一有限值，随着电容器有限值，随着电容器C的充电，输出电压逐渐的充电，输出电压逐渐地衰减，最后趋于零。地衰减，最后趋于零。如图如图b所示。所示。SVsvto a svRCovIv Ii1i2i微微分分电电路路otov b