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1、第三单元 集成运算放大器安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校1第1页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校2课题一课题一 制作反相比例运算电路制作反相比例运算电路一一 基本基本RS触发器的基本特点触发器的基本特点v1、什么是触发器、什么是触发器 在数字电路系统中，不仅需要进行逻辑运算和算术运算，还需要能将运算结果保存起来，供人们直接读取和使用。具有能存储一位二进制数的基本单元电路统称为触发器。触发器的特点是具有两个稳定的状态，即“0”状态和“1”状态。第2页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工
2、业业 学学 校校3一、集成运算放大器概述一、集成运算放大器概述 1集成运算放大器概念集成运算放大器概念 采用半导体制造工艺，将晶体三极管、二极采用半导体制造工艺，将晶体三极管、二极管、电阻等元件及连线全部集中制造在同一管、电阻等元件及连线全部集中制造在同一小块半导体基片上，成为一个完整的固体电小块半导体基片上，成为一个完整的固体电路，实现了元件、电路和功能的三结合。路，实现了元件、电路和功能的三结合。第3页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校4通用型集成运算放大器的基本结构第4页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车
3、 工工 业业 学学 校校5集成运算放大器电路符号图图3.1.2 双列直插式双列直插式CF741管脚排列管脚排列第5页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校6图图3.1.3 运算放大器的电路符号运算放大器的电路符号第6页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校7（2）集成运算放大器的主要参数 1）开环差模电压放大倍数Aud用分贝表示则为：式中uid=（u-u+）第7页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校8二、理想集成运算放大器的特点1.理想运算放大
4、器应具备的条件图图3.1.4 集成运算放大器的低频等效电路集成运算放大器的低频等效电路第8页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校9理想运放应就具有以下条件：开环电压放大倍数Aud；差模输入电阻Rid；输出电阻Ro0；共模抑制比KCMR；带宽BW；失调及漂移均趋于零。第9页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校10技能训练图图3.1.5 反相比例运算电路反相比例运算电路第10页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校11根据运放输入端“虚断”可得i
5、+=0，故u+=0，根据运放两输入端“虚短”可得u-=u+=0，因此由图3.1.5可求得：第11页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校12根据运放输入端“虚断”，可知i-=0，故有i1=if，所以故可得输出电压与输入电压的关系为：第12页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校13可见，u o与u i成比例，输出电压与输入电压反相，因此称为反相输入比例运算电路，其放大倍数（比例系数）为：由于u-=0，由图可得该反相输入比例运算电路的输入电阻为：Rif=R1 第13页，共19页，编辑于2022年，
6、星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校14课题二 制作同相比例运算电路一、理想运算放大器虚断的概念 对于理想集成运算放大器，其同相输入端和反相输入端的输入电流等于零。分析如下：因为理想集成运算放大器的Rid，所以，由同相输入端和反相输入端流入集成运算放大器的电流应为零，即：i-=i+=0第14页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校15二、集成运算放大器工作在非线性区时的特点 集成运算放大器工作在非线性区时，也有两个重要结论：i-=i+=0 第15页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业
7、 学学 校校16技能训练 图图3.2.1 同相比例运算电路同相比例运算电路第16页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校17 根据运放输入端“虚断”可得i-=0，故有i1=if，因此由图3.2.1可得 由于u-=u+=u i，所以可求得输出电压 u0与输入电压u i的关系为：第17页，共19页，编辑于2022年，星期二安安 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校18如果取R1=或Rf=0，则由式（3.2.2）可得：Auf =1 (3.2.3)图图 3.2.2 电压跟随器电压跟随器U1U0A第18页，共19页，编辑于2022年，星期二安安
8、 徽徽 省省 汽汽 车车 工工 业业 学学 校校19根据运放同相端“虚断”可得，同相比例运算电路的输入电阻为：Rif=(3.2.4)所以，同相比例运算放大电路主要有以下工作特点：它是深度电压串联负反馈电路，输入电阻趋于无穷大，输出电阻很低，不存在“虚地”，电压跟随器常用作阻抗变换器或缓冲器。调节R1、R2比值即可调节放大倍数Auf，比值|Auf|也与运放块的内部参数无关，且其值恒大于等于1。u-=u+=u i，说明此时运放的共模信号不为零，而等于输入信号u i，因此在选用集成运放构成同相比例运算电路时，要求运放应有较高的最大共模输入电压和较高的共模抑制比。第19页，共19页，编辑于2022年，星期二