運算放大器知識介紹

1、電工與電子技術電工與電子技術第第 11 章章 運算放大器運算放大器11.1 運算放大器的簡單介紹運算放大器的簡單介紹11.3 運算放大器在信號運算方面的應用運算放大器在信號運算方面的應用11.2 放大電路中的負反饋放大電路中的負反饋11.4 運算放大器在信號處理方面的應用運算放大器在信號處理方面的應用11.5 運算放大器在波形產生方面的應用運算放大器在波形產生方面的應用11.6 使用運算放大器應注意的幾個問題使用運算放大器應注意的幾個問題電工與電子技術電工與電子技術第第 11 章章 運算放大器運算放大器分立電路分立電路是由各種單個元件聯(lián)接起來的電子電路。是由各種單個元件聯(lián)接起來的電子電路。：體

2、積小、重量輕、功耗低、可靠性高、價格體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、價格 低。低。集成電路：集成電路：把整個電路的各個元件以及相互之間的聯(lián)接同把整個電路的各個元件以及相互之間的聯(lián)接同 時制造在一塊半導體芯片上，組成一個不可分時制造在一塊半導體芯片上，組成一個不可分 的整體。的整體。按集成度按集成度按導電類型按導電類型按功能按功能小、中、大和超大規(guī)模小、中、大和超大規(guī)模雙、單極性和兩種兼容雙、單極性和兩種兼容數(shù)字和模擬數(shù)字和模擬電工與電子技術電工與電子技術用于模擬運算、信號處理、信號測量、波形轉用于模擬運算、信號處理、信號測量、波形轉換、自動控制等領域。換、自動控制等領域。集成運放是具有集成運

3、放是具有很高開環(huán)電壓放大倍數(shù)很高開環(huán)電壓放大倍數(shù)的直接的直接耦合放大器。耦合放大器。第第 11 章章 運算放大器運算放大器本章主要討論本章主要討論分析運算放大器的依據(jù)分析運算放大器的依據(jù)及其在及其在信信號運算號運算、波形產生方面的應用，并介紹、波形產生方面的應用，并介紹放大電路中放大電路中的負反饋的負反饋。電工與電子技術電工與電子技術輸出端輸出端 11.1.1 集成運放的組成集成運放的組成輸入級輸入級 差動放大器差動放大器輸出級輸出級 射極輸出器或互補對稱功率放大器射極輸出器或互補對稱功率放大器偏置電路偏置電路 由鏡像恒流源等電路組成由鏡像恒流源等電路組成11.1 運算放大器簡單介紹運算放大器

4、簡單介紹偏置偏置電路電路輸入級輸入級中間級中間級輸出級輸出級輸入端輸入端電工與電子技術電工與電子技術運算放大器的符號運算放大器的符號反相反相輸入端輸入端uo+uu +同相同相輸入端輸入端信號傳信號傳輸方向輸方向輸出端輸出端+Auo理想理想運放開環(huán)運放開環(huán)電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)實際運放開環(huán)實際運放開環(huán)電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)電工與電子技術電工與電子技術11.1.2 主要參數(shù)主要參數(shù)1. 最大輸出電壓最大輸出電壓 UOPP 2. 開環(huán)差模電壓增益開環(huán)差模電壓增益 Auo Auo愈高，所構成的運算電路越穩(wěn)定，運算精度也越高。愈高，所構成的運算電路越穩(wěn)定，運算精度也越高。6. 共模輸入電壓范圍共模輸

5、入電壓范圍 UICM 超出此值，運放的共模抑制性能下降，甚至造成器件損壞。超出此值，運放的共模抑制性能下降，甚至造成器件損壞。3. 輸入失調電壓輸入失調電壓 UIO4. 輸入失調電流輸入失調電流 IIO5. 輸入偏置電流輸入偏置電流 IIB電工與電子技術電工與電子技術理想的理想的運算放大器。運算放大器。理想化的主要條件：理想化的主要條件：1. 開環(huán)電壓放大倍數(shù)開環(huán)電壓放大倍數(shù) 2. 差模輸入電阻差模輸入電阻3. 開環(huán)輸出電阻開環(huán)輸出電阻4. 共模抑制比共模抑制比 由于實際運算放大器的技術指標接近理想化條件，由于實際運算放大器的技術指標接近理想化條件，11.1.3 理想運算放大器及其分析依據(jù)理想

6、運算放大器及其分析依據(jù) ouA idr0or CMRRK在分析運算放大器的電路時，一般將它看成是在分析運算放大器的電路時，一般將它看成是后面對運算放大器的分析都是按其理想化條件進行的。后面對運算放大器的分析都是按其理想化條件進行的。電工與電子技術電工與電子技術實際運放電壓傳輸特性實際運放電壓傳輸特性 11.1.3 理想運算放大器及其分析依據(jù)理想運算放大器及其分析依據(jù))(oo uuAuu 表示運算放大器輸出電壓與輸入電壓之間關系的表示運算放大器輸出電壓與輸入電壓之間關系的曲線稱為曲線稱為傳輸特性傳輸特性。uo uuO線性區(qū)線性區(qū)正飽和區(qū)正飽和區(qū) 負飽和區(qū)負飽和區(qū) 若若 Auo = 106 UO(

7、sat) = 15 V則則 UIM = 0.015 mV運放要工作在線性運放要工作在線性區(qū)必須有負反饋。區(qū)必須有負反饋。uou+u電工與電子技術電工與電子技術理想運放電壓傳輸特性理想運放電壓傳輸特性 11.1.3 理想運算放大器及其分析依據(jù)理想運算放大器及其分析依據(jù)uo uuo線性區(qū)線性區(qū)正飽和區(qū)正飽和區(qū) 負飽和區(qū)負飽和區(qū) 因為理想運放因為理想運放開環(huán)電壓放大倍數(shù)開環(huán)電壓放大倍數(shù) ouA所以，當所以，當 uu uu(sat)oOUu (sat)oOUu 時，時，uou+u)(oo uuAuu電工與電子技術電工與電子技術 11.1.3 理想運算放大器及其分析依據(jù)理想運算放大器及其分析依據(jù))(oo

8、 uuAuu0)(oo uAuuu運放工作在線性區(qū)的依據(jù)運放工作在線性區(qū)的依據(jù) 相當于兩輸入端之間相當于兩輸入端之間短路短路，但又未真正短路，故，但又未真正短路，故稱稱 “虛短路虛短路” 相當于兩輸入端之間相當于兩輸入端之間斷路斷路，但又未真正斷路，故，但又未真正斷路，故稱稱 “ “虛斷路虛斷路”。2. id 0 1. u+ u，而，而 uo 是有限值，是有限值，運放開環(huán)輸入電阻運放開環(huán)輸入電阻 ouA idrid 由于運放由于運放故從式故從式，可知，可知uou+urid電工與電子技術電工與電子技術 11.1.3 理想運算放大器及其分析依據(jù)理想運算放大器及其分析依據(jù))(oo uuAuuuo+u

9、u +運放工作在非線性區(qū)的依據(jù)運放工作在非線性區(qū)的依據(jù)2. id 0 1. u+ u由于運放工作在非線性區(qū)由于運放工作在非線性區(qū)rididuo uuO不再成立不再成立非線性區(qū)非線性區(qū) 非線性區(qū)非線性區(qū) 所以所以當當 uu uuo(sat)oUu (sat)ooUu 時，時， uuUo 發(fā)生躍變發(fā)生躍變依然成立依然成立返回返回電工與電子技術電工與電子技術凡是將放大電路凡是將放大電路( (或某個系統(tǒng)或某個系統(tǒng)) )輸出信號的一部輸出信號的一部分或全部經(jīng)某種電路分或全部經(jīng)某種電路( (反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡) )引回到輸入端，稱引回到輸入端，稱為為反饋反饋。11.2 放大電路中的負反饋放大電路中的負反饋1

10、1.2.1 反饋的基本概念反饋的基本概念如果反饋信號使凈輸入信號增加，稱為如果反饋信號使凈輸入信號增加，稱為正反饋正反饋。如果反饋信號使凈輸入信號減小，稱為如果反饋信號使凈輸入信號減小，稱為負反饋負反饋。AoXiX無負反饋放大無負反饋放大電路方框圖電路方框圖電工與電子技術電工與電子技術基本放大電路基本放大電路反饋電路反饋電路11.2.1 反饋的基本概念反饋的基本概念fidXXX F+fXdX帶有負反饋放大帶有負反饋放大電路的方框圖電路的方框圖比較環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié) 輸入信號輸入信號 凈輸入信號凈輸入信號 反饋信號反饋信號 輸出信號輸出信號dXiXfXoX凈輸入信號凈輸入信號若三者同相，若三者同相，f

11、idXXX 可見可見idXX ，電路為負反饋。，電路為負反饋。則則AoXiX電工與電子技術電工與電子技術11.2.2 負反饋的類型負反饋的類型 根據(jù)反饋電路與基本放大電路在輸入、輸出根據(jù)反饋電路與基本放大電路在輸入、輸出端的連接方式不同，負反饋有以下四種類型。端的連接方式不同，負反饋有以下四種類型。負反饋的類型有：負反饋的類型有：AF+dXoXfXiX反饋量取自輸出電壓為電壓反饋，反饋量取自輸出電壓為電壓反饋， 取自輸出電流為電流反饋；取自輸出電流為電流反饋；反饋量以電流的形式出現(xiàn)，與輸入信號進行比較為并聯(lián)反饋；反饋量以電流的形式出現(xiàn)，與輸入信號進行比較為并聯(lián)反饋；在輸入端在輸入端反饋量以電壓

12、的形式出現(xiàn)，與輸入信號進行比較為串聯(lián)反饋。反饋量以電壓的形式出現(xiàn)，與輸入信號進行比較為串聯(lián)反饋。電壓串聯(lián)負反饋；電壓串聯(lián)負反饋；電壓并聯(lián)負反饋；電壓并聯(lián)負反饋；電流串聯(lián)負反饋；電流串聯(lián)負反饋；電流并聯(lián)負反饋。電流并聯(lián)負反饋。在輸出端在輸出端電工與電子技術電工與電子技術11.2.2 負反饋的類型負反饋的類型ui+R1R2uoRF+RLud+uf+ fiduuu 凈輸入信號凈輸入信號 負負反饋反饋01F1fuRRRu 反饋電壓反饋電壓電壓反饋。電壓反饋。 uf 與與 ui 在輸入端以電壓形式作比較，兩者串聯(lián)，故為串在輸入端以電壓形式作比較，兩者串聯(lián)，故為串聯(lián)反饋。聯(lián)反饋。判別圖示電路的反饋類型判別

13、圖示電路的反饋類型 1. 串聯(lián)電壓負反饋串聯(lián)電壓負反饋 電工與電子技術電工與電子技術1. 串聯(lián)電壓負反饋串聯(lián)電壓負反饋ui+R1R2uoRF+RLud+uf+ AF+ufuduiuo 串聯(lián)電壓負反饋方框圖串聯(lián)電壓負反饋方框圖電工與電子技術電工與電子技術FoFofRuRuui uoR1R2RF+ui+RL iiidif-fidiii 凈輸入電流凈輸入電流負負反饋反饋反饋電流反饋電流電壓反饋電壓反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋判別圖示電路的反饋類型判別圖示電路的反饋類型 2. 并聯(lián)電壓負反饋并聯(lián)電壓負反饋 電工與電子技術電工與電子技術2. 并聯(lián)電壓負反饋并聯(lián)電壓負反饋AF+uiuoifidiiuoR1R2RF

14、+ui+RLidif ii- 并聯(lián)電壓負反饋方框圖并聯(lián)電壓負反饋方框圖電工與電子技術電工與電子技術ofRiu fiduuu 負反饋；負反饋；反饋電壓反饋電壓電流反饋；電流反饋；判別圖示電路的反饋類型判別圖示電路的反饋類型 3. 串聯(lián)電流負反饋串聯(lián)電流負反饋 AF+ufuduiio 串聯(lián)電流負反饋方框圖串聯(lián)電流負反饋方框圖串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋R2uoR+RLud+ uf+ioui+電工與電子技術電工與電子技術fidiii oFf)(iRRRi 圖中圖中判別圖示電路的反饋類型判別圖示電路的反饋類型 4. 并聯(lián)電流負反饋并聯(lián)電流負反饋 并聯(lián)電流負反饋方框圖并聯(lián)電流負反饋方框圖AF+uiioidiiifi

15、fRFiRuRRui+RL ioR1iiidR2-電工與電子技術電工與電子技術如何判別電路中反饋類型小結如何判別電路中反饋類型小結( (1) ) 反饋電路直接從輸出端引出的，是反饋電路直接從輸出端引出的，是電壓反饋電壓反饋；從負載電阻靠近從負載電阻靠近“地地”端引出的，是端引出的，是電流反饋電流反饋； ( (2) ) 輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端，是輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端，是串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋；加在同一輸入端的是；加在同一輸入端的是并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋；( (3) ) 反饋信號使凈輸入信號減小的，是反饋信號使凈輸入信號減小的，是負反饋負反饋。 ( (也可將輸出端短路，若反饋量為

16、零，則為電壓反饋；也可將輸出端短路，若反饋量為零，則為電壓反饋；若反饋量不為零，則為電流反饋。若反饋量不為零，則為電流反饋。) ) 電工與電子技術電工與電子技術 例例1 判別圖示電路從判別圖示電路從 A2 輸出端引入輸出端引入 A1 輸入端的反饋類型。輸入端的反饋類型。uoui+ uo1ud+RL Ruf+A1A2 解解 反饋電路從反饋電路從 A2 的輸出端引出，故為電壓反饋；的輸出端引出，故為電壓反饋； 反饋電壓反饋電壓 uf 和輸入電壓和輸入電壓ui 分別加在的同相和反相兩個輸分別加在的同相和反相兩個輸入端，故為串聯(lián)反饋；入端，故為串聯(lián)反饋；反饋電壓反饋電壓 uf 使凈輸入電壓使凈輸入電壓

17、 ud = ui uf減小，故為負反饋；減小，故為負反饋；串聯(lián)電壓負反饋串聯(lián)電壓負反饋電工與電子技術電工與電子技術uoui+ Ruo1ii+RL -A1A2idif a 例例 2 判別圖示電路從判別圖示電路從 A2 輸出端引入輸出端引入 A1 輸入端的反饋類型。輸入端的反饋類型。 解解 反饋電路從反饋電路從 RL 靠近靠近“地地”端引出，為端引出，為電流反饋電流反饋； 反饋電流反饋電流 if 和輸入電流和輸入電流 ii 加在加在 A1 的同一個輸入端，故的同一個輸入端，故為為并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋； 凈輸入電流凈輸入電流 id = ii if減小，故為負反饋；減小，故為負反饋；并聯(lián)電流負反饋并聯(lián)電流

18、負反饋電工與電子技術電工與電子技術RE2對交流不起作用，引入的是直流反饋；對交流不起作用，引入的是直流反饋；RE1、RF對交、直流均起作用，所以引入的對交、直流均起作用，所以引入的是交、直流反饋。是交、直流反饋。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2電工與電子技術電工與電子技術解解：+ RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2電工與電子技術電工與電子技術例例4：如果如果RF不接在不接在T2 的集電極，而是接的集電極，而是接C2與與RL 之間，兩者有何不同之間，兩者有何不同 ？解：解：因電容因電容C2的隔直

19、流作用，這時的隔直流作用，這時RE1、RF僅引入僅引入 交流反饋。交流反饋。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2電工與電子技術電工與電子技術如果如果RF的另一端的另一端不接在不接在T1 的發(fā)射極，而是接在的發(fā)射極，而是接在它的基極，兩者有何不同，是否會變成正反饋它的基極，兩者有何不同，是否會變成正反饋 ？ 解：解：+ RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2電工與電子技術電工與電子技術1. .降低放大倍數(shù)，降低放大倍數(shù)，提高穩(wěn)定性提高穩(wěn)定性 11.2.3 負反饋對放大電路工作的影響負反饋對放大電路工作的

20、影響doXXA ofXXF fidXXX AFAXXA 1iofAAAFAAd11dff AF+dXoXfXiX開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)反饋系數(shù)反饋系數(shù)引入負反饋后凈輸入信號引入負反饋后凈輸入信號引入負反饋后閉環(huán)放大倍數(shù)引入負反饋后閉環(huán)放大倍數(shù) 引入負反饋后，放大倍數(shù)降低了引入負反饋后，放大倍數(shù)降低了，而放大而放大倍數(shù)的穩(wěn)定性卻提高了。倍數(shù)的穩(wěn)定性卻提高了。電工與電子技術電工與電子技術例例：|A|=300，|F|=0.01。7501. 030013001 f AFAA則：則：%6d AA若：%5 . 1)%6(01. 030011AAAFAAd11d ff則：電工與電子技術電工與電子技術uf2

21、. .改善非線性失真改善非線性失真加入加入負反饋負反饋無負反饋無負反饋FufAuuiuo+uduo大大小小uiAu接近正弦波接近正弦波電工與電子技術電工與電子技術3. .對放大電路輸入電阻和輸出電阻的影響對放大電路輸入電阻和輸出電阻的影響四種負反饋對四種負反饋對 ri 和和 ro 的影響的影響riro減低減低增高增高增高增高增高增高增高增高減低減低減低減低減低減低串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流并聯(lián)電流思考題：為了分別實現(xiàn)：思考題：為了分別實現(xiàn)： ( (a) ) 穩(wěn)定輸出電壓；穩(wěn)定輸出電壓； ( (b) ) 穩(wěn)定輸出電流；穩(wěn)定輸出電流； ( (c) ) 提高輸入電阻；提

22、高輸入電阻； ( (d) ) 降低輸出電阻。降低輸出電阻。應引入哪種類型的負反饋？應引入哪種類型的負反饋？返回返回電工與電子技術電工與電子技術1. .反相輸入反相輸入fiii 0 uu1i1iiRuRuui FFRuRuuioof i1ouRRuF 1iofRRuuAFu FRRR/12 11.3.1 比例運算比例運算運算放大器運算放大器由運放工作在線性區(qū)的依據(jù)由運放工作在線性區(qū)的依據(jù)可列出可列出由此得出由此得出閉環(huán)電壓閉環(huán)電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù)平衡電阻平衡電阻iouu 1iof uuAuFRR 1若若則則ifR1R2uoRFiiui+電工與電子技術電工與電子技術電工與電子技術電工與電子技術2.

23、 .同相輸入同相輸入fiii iuuu 1i1iRuRui FFRuuRuuioiof i1o)1(uRRuF 1iof1RRuuAFu 11.3.1 比例運算比例運算由運放工作在線性區(qū)的依據(jù)由運放工作在線性區(qū)的依據(jù)可列出可列出由此得出由此得出閉環(huán)電壓閉環(huán)電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù)0 FR1iof uuAu 1R若若則則或或ifR1R2uoRFiiui+電工與電子技術電工與電子技術電工與電子技術電工與電子技術 當當 R1= 或或 RF = 0 時，時，uo = ui ， Auf = 1， 稱電壓跟隨器。稱電壓跟隨器。uoRFuiR2R1+ 由運放構成的電壓跟由運放構成的電壓跟 隨器隨器輸入電阻高、輸

24、出輸入電阻高、輸出 電阻低，電阻低，其跟隨性能比其跟隨性能比 射極輸出器更好。射極輸出器更好。uoui+ uo+ 15k RL15k +15V 7.5k 例：例：電工與電子技術電工與電子技術11LRuii 1xGRUI 1iRu 電工與電子技術電工與電子技術11.3.2 加法運算加法運算因因虛短虛短, u= u+= 0Fo2i2i1i1i RuRuRu 故得故得 平衡電阻：平衡電阻： R2= Ri1 / Ri2 / RFii2ii1ifFo2i2i1i1iRuuRuuRuu uoui2RFui1Ri2Ri1+ R2+因因虛斷虛斷，i = 0 所以所以 ii1+ ii2 = if )(2i2iF

25、1 i1 iFouRRuRRu電工與電子技術電工與電子技術1i2i1i2iuRRRu 同理，同理，ui2單獨作用時單獨作用時 1F o)1( uRRu? u2i2i1i1i1F o)1(uRRRRRu 1i2i1i2i1F)1 (uRRRRR )(1(2i2i1i1i1i2i1i2i1FouRRRuRRRRRu ui2uoRFui1Ri2Ri1+ R1+電工與電子技術電工與電子技術方法方法2：2i2i1i1i1i2i1i2iuRRRuRRRu uRRu)1(1Fou+)(1(2i2i1i1i1i2i1i2i1FouRRRuRRRRRu 思考思考u+=?ui2uoRFui1Ri2Ri1+ R1+

26、電工與電子技術電工與電子技術)(1 (2i2i1i1i1i2i1i2i1FouRRRuRRRRRu ui2uoRFui1Ri2Ri1+ R1+ui2uoRFui1Ri2Ri1+ R2+)(2i2iF1 i1 iFouRRuRRu電工與電子技術電工與電子技術i2323uRRRu 11.3.3 減法運算減法運算 如果兩個輸入端都有信號如果兩個輸入端都有信號因為因為 uu，故上列兩式可得，故上列兩式可得i11i23231o)1(uRRuRRRRRuFF 由圖可列出由圖可列出輸入，則為差分輸入。輸入，則為差分輸入。i1i1iRuu ifR1R2uoRFiiui1+R3+ui2+)(oi111i1uuR

27、RRuF 電工與電子技術電工與電子技術11.3.3 減法運算減法運算當當21RR 時，時，)(i1i21ouuRRuF i11i23231o)1(uRRuRRRRRuFF 3RRF 和和1RRF i1i2ouuu 則上式為則上式為當當時，則得時，則得 可見，輸出電壓與兩個輸入電壓的差值成正比，可見，輸出電壓與兩個輸入電壓的差值成正比，故可進行減法運算。故可進行減法運算。ifR1R2uoRFiiui1+R3+ui2+電工與電子技術電工與電子技術 例例 3 圖中，圖中，321RRR ,id1ic1i1uuu ,id2ic2i2uuu ic2ic1uu id2id1uu 其中其中是共模分量，是共模分

28、量，是差模分量。是差模分量。如果如果，試問，試問 RF 多大時輸出電壓不含共多大時輸出電壓不含共ifR1R2uoRFiiui1+R3+ui2+模分量？模分量？電工與電子技術電工與電子技術i11Fi23231Fo)1(uRRuRRRRRu )()()1(id1ic11Fid2ic23231FuuRRuuRRRRR ic21F3231F)1(uRRRRRRR )()1(id21Fid23231FuRRuRRRRR 解解 欲使欲使 uo不含共模分量不含共模分量 uic2，必須滿足下列條件，必須滿足下列條件:0)1(1F3231F RRRRRRR電工與電子技術電工與電子技術0)1(1F3231F RR

29、RRRRR)()1(id21Fid21231FouRRuRRRRRu ,321RRR 1FRR id22u id1ic1i1mV)28(mV10uuu id2ic2i2mV)28(mV6uuu mV42id2o uu 解解 因因經(jīng)整理后得經(jīng)整理后得。此時輸出電壓。此時輸出電壓例如例如則則電工與電子技術電工與電子技術11.3.4 積分運算積分運算0 u1ifiRuii tuCRtiCuuFd1d1i1fFcoifR1R2uoRFiiui+ifuC+CF 由于反相輸入，由于反相輸入，故故 上式表明輸出電壓正比于輸入電壓的積分，式中的上式表明輸出電壓正比于輸入電壓的積分，式中的負號表示兩者反相。負號

30、表示兩者反相。R1 CF 稱為積分時間常數(shù)。稱為積分時間常數(shù)。電工與電子技術電工與電子技術11.3.4 積分運算積分運算tuCRuF d1i1otCRUuF1io o(sat)U uoR1R2CFui+uC+ifii當當 ui 為階躍電壓時，則為階躍電壓時，則uo 隨時間線性增長，隨時間線性增長，uoOtuiOt最后達到負飽和值。最后達到負飽和值。電工與電子技術電工與電子技術 將比例運算和積分運算結合在一起，就組成將比例運算和積分運算結合在一起，就組成ifi1電路的輸出電壓電路的輸出電壓 )d1(1F1FtiCiR)d1(iF1i1F tuCRuRR)(fFoCuiRu 上式表明：輸出電壓是對

31、輸入電壓的比例上式表明：輸出電壓是對輸入電壓的比例-積分積分 這種運算器又稱這種運算器又稱 PI 調節(jié)器調節(jié)器, 常用于控制系統(tǒng)中常用于控制系統(tǒng)中, 以以保證自控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度。改變保證自控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度。改變 RF 和和 CF，可調整比例系數(shù)和積分時間常數(shù)可調整比例系數(shù)和積分時間常數(shù), 以滿足控制系統(tǒng)的以滿足控制系統(tǒng)的要求。要求。uoCFuiR2R1+ RF電工與電子技術電工與電子技術11.3.5 微分運算微分運算tuCtuCiddddi1c1i ifoiRiRuFF tuCRuFddi1o uoRFR2C1ui+uC+ifii故故即輸出電壓與輸入電壓對即輸出電壓與輸入電壓對

32、時間的一次微分成正比。時間的一次微分成正比。電工與電子技術電工與電子技術11.3.5 微分運算微分運算tuCRuFddi1o uoRFR2C1ui+uC+ifiiUi tuoOtuiO注意：由于此電路工作時穩(wěn)定性不高，注意：由于此電路工作時穩(wěn)定性不高， 故實際中很少應用。故實際中很少應用。 當當 ui 為階躍電壓時為階躍電壓時 uo 為尖脈沖電壓。為尖脈沖電壓。返回返回電工與電子技術電工與電子技術uoC1uiR2RF+ R1上式表明：輸出電壓是對輸入電壓的比例上式表明：輸出電壓是對輸入電壓的比例-微分微分 控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)中， PD調節(jié)器在調節(jié)過程中起加速作調節(jié)器在調節(jié)過程中起加速作用，即使系統(tǒng)有較快的響應速度和工作穩(wěn)定性。用，即使系統(tǒng)有較快的響應速度和工作穩(wěn)定性。fFoiRu CRfiii tuCRuddi11i )dd(i1Fi1FotuCRuRRu ifiRiC電工與電子技術電工與電子技術 電壓比較器用來比較輸入信號與