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1、会计学1秋低频电子线路集成运算放大器线性的应秋低频电子线路集成运算放大器线性的应用基础用基础2023/4/172上次课内容上次课内容 n n6.3.2 差动放大器工作原理及性能分析(续)n n6.3.3 具有电流源的差动放大电路n n6.3.4 差动放大器的传输特性第1页/共68页2023/4/173本次课内容本次课内容n n第二章 集成运算放大器的线性应用基础 2.1 2.1 集成运算放大器的符号、模型和电压传集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性输特性 2.2 2.2 线性应用时运放三种组态线性应用时运放三种组态(引入深度负反引入深度负反馈馈)2.3 2.3 由由集成运算放大器构成的基本
2、运算电路集成运算放大器构成的基本运算电路第2页/共68页2023/4/174第二章第二章第二章第二章 集成运算放大器的集成运算放大器的集成运算放大器的集成运算放大器的线性应用基础线性应用基础线性应用基础线性应用基础n n集成运算放大器最初用于模拟运算功能，故称运算放大运算放大器器。n n现在集成运算放大器适用于信号处理的许多方面，是一种通用型模拟器件通用型模拟器件。第3页/共68页2023/4/1752.1 2.1 2.1 2.1 集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性n
3、n开始分析时需要建立运算放运算放大器的理想模型大器的理想模型。n n依据器件模型进行电路的工程分析。第4页/共68页2023/4/176理想运放模型及两条基本运算法则理想运放模型及两条基本运算法则理想运放模型及两条基本运算法则理想运放模型及两条基本运算法则n n先给出先给出 理想运放模型理想运放模型理想运放模型理想运放模型n n再推出再推出 两条基本运算法则两条基本运算法则两条基本运算法则两条基本运算法则。第5页/共68页2023/4/177集成运放的符号（图）集成运放的符号（图）+反向输入端同向输入端输出端+反向输入端同向输入端输出端第6页/共68页2023/4/178运放增益表达式运放增益
4、表达式n n 第7页/共68页2023/4/179理想运放特性理想运放特性n n对运放特性和参数可以做一下近似假设近似假设，但这些假设可以符合运放的实际情况。第8页/共68页2023/4/1710理想运放的主要参数理想运放的主要参数第9页/共68页2023/4/1711 理想运放特性理想运放特性n n理想运放 指选用理想（近似）参数时的理想特性，在分析实际运放时常常采用。n n否则分析实际运放将十分复杂和困难。n n对理想运放的分析是电子线路采用工程近似分析的典型范例。第10页/共68页2023/4/1712两条基本运算法则两条基本运算法则n n根据以上近似（理想）条件近似（理想）条件可以推出
5、理想运放的两条基两条基本运算法则本运算法则为：n n“虚短虚短虚短虚短”n n“虚断虚断虚断虚断”n n注意此法则应用范围只适用于线性（放大）区线性（放大）区。第11页/共68页2023/4/1713虚短虚短n n由于在线性区由于在线性区U U0 0为有限值，又为有限值，又 n n即即“虚短虚短虚短虚短”，指，指两个输入端两个输入端“虚虚”短路短路（不（不是是“真真”短路，指两端电位近似相等）。短路，指两端电位近似相等）。第12页/共68页2023/4/1714虚断虚断n n n n即即“虚断虚断虚断虚断”，指，指两个输入端两个输入端“虚虚”断路断路（不是（不是“真真”断路，指近似没有电流流入
6、）断路，指近似没有电流流入）。第13页/共68页2023/4/1715运放的电压传输特性运放的电压传输特性u0Ud=ui+ui-0UOLUOH第14页/共68页2023/4/17162.2 2.2 线性应用时运放三种组态线性应用时运放三种组态(引入深度负反馈引入深度负反馈)n n在线性应用线性应用时运放有三种组态三种组态。n n反相放大电路反相放大电路反相放大电路反相放大电路n n同相放大电路同相放大电路同相放大电路同相放大电路n n差动放大电路差动放大电路差动放大电路差动放大电路第15页/共68页2023/4/1717（1）反相放大电路）反相放大电路n n反相放大电路的输出与输入信号反相。第
7、16页/共68页2023/4/1718反相放大器电路图反相放大器电路图 RfR1uiuoI1If第17页/共68页2023/4/1719反相放大电路分析反相放大电路分析 第18页/共68页2023/4/1720反相放大电路分析反相放大电路分析第19页/共68页2023/4/1721反相放大电路分析反相放大电路分析n n由以上分析可见：在闭环时，反相放大器的增益仅仅取决于反馈电阻增益仅仅取决于反馈电阻R Rf f与与R R1 1电阻之比电阻之比，而与集成运放其他参数无关。第20页/共68页2023/4/1722反相放大电路分析反相放大电路分析n n反相放大电路属于电压并联电压并联负反馈负反馈。n
8、 n具有低输入阻抗、低输出阻抗和输出电压稳定的特点。第21页/共68页2023/4/1723（2）同相放大电路）同相放大电路n n同相放大电路的输出与输入信号同相。第22页/共68页2023/4/1724同相放大器电路图同相放大器电路图 RfR1uiuoI1If第23页/共68页2023/4/1725同相放大电路分析同相放大电路分析 第24页/共68页2023/4/1726同相放大电路分析同相放大电路分析n n因输出与输入同相，故称同同相放大器相放大器。n n注意同相放大电路不存在不存在“虚地虚地”现象，要考虑到输入端会有较高的共模输入电压。第25页/共68页2023/4/1727同相放大电路
9、分析同相放大电路分析n n同相放大电路属于电压串联负反馈电压串联负反馈，具有高输入阻抗、低输出阻抗和输出电压稳定的特点。第26页/共68页2023/4/1728同相电压跟随器电路同相电压跟随器电路n n同相放大电路稍做改变，就可形成同相电电压跟随器压跟随器电路。第27页/共68页2023/4/1729同相电压跟随器电路图同相电压跟随器电路图 uiuo第28页/共68页2023/4/1730同相电压跟随器同相电压跟随器n n 第29页/共68页2023/4/1731（3）差动放大电路）差动放大电路n n差动放大电路从同相和反相端同时输入信号。可认为是同相与反相放大电路的组合形式。第30页/共68
10、页2023/4/1732差动放大器电路图差动放大器电路图 RfR1ui1uoui2R2R3第31页/共68页2023/4/1733差动放大电路分析差动放大电路分析第32页/共68页2023/4/1734差动放大电路分析差动放大电路分析 第33页/共68页2023/4/1735差动放大电路分析差动放大电路分析n n 第34页/共68页2023/4/1736差动放大电路分析差动放大电路分析n n由上分析可以看出，差动放大电路的输出电压和电压增益完全完全取决于输入信号的差取决于输入信号的差值，故为值，故为“差放差放”。第35页/共68页2023/4/17372.3 2.3 2.3 2.3 由由由由集
11、成运算放大器构成的基本运算电集成运算放大器构成的基本运算电集成运算放大器构成的基本运算电集成运算放大器构成的基本运算电路路路路n n线性运放线性运放电路基本运算基本运算功能有：n n比例运算比例运算n n求和运算求和运算n n积分和微分运算积分和微分运算n n对数和指数运算对数和指数运算n n乘法和除法运算等。乘法和除法运算等。第36页/共68页2023/4/1738 (1)(1)比例运算放大电路比例运算放大电路n n反相放大、同相放大和差动放大电路均可反映比例运算比例运算关系。第37页/共68页2023/4/1739反相放大比例运算反相放大比例运算 第38页/共68页2023/4/1740同
12、相放大比例运算同相放大比例运算 第39页/共68页2023/4/1741差动放大比例运算差动放大比例运算 第40页/共68页2023/4/1742(2)(2)求和电路求和电路n n求和电路可以进行加法运算加法运算，故又称为加法电路。第41页/共68页2023/4/1743求和电路图求和电路图 图71反相相加器第42页/共68页2023/4/1744求和电路分析求和电路分析 第43页/共68页2023/4/1745求和电路分析求和电路分析 第44页/共68页2023/4/1746求和电路分析求和电路分析n n由以上分析可见，电路实现了三个输入信号的求和（反相），故为反相求和电路。第45页/共68
13、页2023/4/1747相减器相减器第46页/共68页2023/4/1748相减器分析相减器分析第47页/共68页2023/4/1749(3)(3)积分和微分电路积分和微分电路n n积分和微分电路可以分别实现积分和微分的运算功能。第48页/共68页2023/4/1750积分电路积分电路n n积分电路可以实现积分运算积分运算功能。第49页/共68页2023/4/1751积分电路积分电路 图 积分器电路第50页/共68页2023/4/1752采用采用Z1和和Zf的积分电路的积分电路 ZfZ1uiuo第51页/共68页2023/4/1753积分电路复频域分析积分电路复频域分析 第52页/共68页20
14、23/4/1754积分电路复频域分析积分电路复频域分析第53页/共68页2023/4/1755积分电路时域形式积分电路时域形式第54页/共68页2023/4/1756对积分电路分析的结论对积分电路分析的结论n n可见，积分电路的输出电压输出电压是输入电压对时间的积分是输入电压对时间的积分。第55页/共68页2023/4/1757积分电路加阶跃输入信号时波形图积分电路加阶跃输入信号时波形图积分电路加阶跃输入信号时波形图积分电路加阶跃输入信号时波形图 00uiuott第56页/共68页2023/4/1758微分电路微分电路n n微分电路可以实现微分运算微分运算功能。第57页/共68页2023/4/
15、1759 微分电路图微分电路图 第58页/共68页2023/4/1760微分电路图的微分电路图的Z1和和Zf形式形式 ZfZ1uiuo第59页/共68页2023/4/1761微分电路复频域分析微分电路复频域分析 第60页/共68页2023/4/1762微分电路时域分析微分电路时域分析 第61页/共68页2023/4/1763微分电路输入方波时的输出波形图微分电路输入方波时的输出波形图微分电路输入方波时的输出波形图微分电路输入方波时的输出波形图 00uiuott第62页/共68页2023/4/1764对微分电路分析结论对微分电路分析结论n n可见，微分电路的输出电压是输入电压对输出电压是输入电压对时间的微分时间的微分。第63页/共68页2023/4/1765作业题作业题n n2-1，n n2-2，n n2-4。第64页/共68页2023/4/1766预习内容预习内容n n第三章 电压比较器、张弛振荡器第65页/共68页2023/4/1767本节课结束（本节课结束（167）n n谢谢！第66页/共68页2023/4/1768第67页/共68页