第9章 集成運(yùn)算放大電路

1、（第四版）（第四版）2集成運(yùn)算放大器第9章主要主要內(nèi)容內(nèi)容3【案例】 霍爾計數(shù)器第9章1.電路及工作過程電路及工作過程鋼球鋼球絕緣板絕緣板磁鐵磁鐵霍爾開關(guān)傳感器霍爾開關(guān)傳感器NS工作示意圖工作示意圖電路圖電路圖22F12V2.1k470k470k11k1k10kSC1R1R2R3R4R5RL計計數(shù)數(shù)器器SL35015VAA741VT4第9章2.電路元器件電路元器件霍爾開關(guān)霍爾開關(guān)SL3501SL3501一個一個A741A741型放大器一個型放大器一個2N58122N5812型三極管一個型三極管一個74LS16074LS160計數(shù)器一個計數(shù)器一個470k470k電阻二個電阻二個電阻電阻10k10

2、k、11k11k、2.1k2.1k、1k1k電阻各一個電阻各一個22F/18V22F/18V電解電容一個電解電容一個5V5V直流電源、直流電源、12V12V直流電源直流電源【案例】 電子助記器電路5第9章3.案例實(shí)施案例實(shí)施按電路圖接好電路后，用一小鋼球在霍爾傳感器前移動，移動一次，三極管通斷一次，按電路圖接好電路后，用一小鋼球在霍爾傳感器前移動，移動一次，三極管通斷一次，計數(shù)器接收一個脈沖信號，如果需要將移動次數(shù)顯示出來計數(shù)器接收一個脈沖信號，如果需要將移動次數(shù)顯示出來 ，需另設(shè)計顯示部分電路。，需另設(shè)計顯示部分電路。 【案例】 電子助記器電路6第9章4.案例思考案例思考？如果在如果在VTV

3、T三極管集電集接一發(fā)光二極管，是否可以觀察到放大器對傳感器輸出微小電信三極管集電集接一發(fā)光二極管，是否可以觀察到放大器對傳感器輸出微小電信號的放大作用？號的放大作用？ 【案例】 電子助記器電路72i1iiuuuo2o1ouuu電路輸入電壓電路輸入電壓電路輸出電壓電路輸出電壓 RC1VT1 RC2 RE2VT2ui1uouo2ui2uo1UCCUEE9.1 差動放大電路 第9章差動放大電路差動放大電路 8當(dāng)兩輸入端加的信號大小相等、極性相反，輸入信號為當(dāng)兩輸入端加的信號大小相等、極性相反，輸入信號為 。ii121uuii221uu i1do1uAuidi2i1do2o1o)(uAuuAuuuio

4、duuA 差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù) 輸出電壓為輸出電壓為 i2do2 uAu9.1 差動放大電路 第9章差動放大電路差動放大電路 9 當(dāng)兩輸入端加的信號大小相等、極性相同，輸入信號為當(dāng)兩輸入端加的信號大小相等、極性相同，輸入信號為 ii2i1uuu輸出電壓為輸出電壓為iuo2o1uAuu0o2o1ouuu共模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù) 0iocuuA共模抑制比共模抑制比 cdCMRlg20AAK越大，表示電越大，表示電路放大差模信路放大差模信號和抑制共模號和抑制共模信號的能力越信號的能力越強(qiáng)。強(qiáng)。9.1 差動放大電路 第9章差動放大電路差動放大電路 10輸出端輸出端中間級中間級輸入級

5、輸入級輸出級輸出級偏置電路偏置電路輸入端輸入端9.2 集成運(yùn)算放大器簡介第9章11l1.1.最大輸出電壓最大輸出電壓U UOPPOPPl2.2.開環(huán)電壓放大倍數(shù)開環(huán)電壓放大倍數(shù)A AuOuOl3.3.輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓U UIOIOl5.5.差模輸入電阻差模輸入電阻r ri i和輸出電阻和輸出電阻r rO Ol6.6.共模抑制比共模抑制比K KCMRCMR l7.7.最大共模輸入電壓最大共模輸入電壓U UiCMiCMl4.4.輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流 I IIOIO9.2 集成運(yùn)算放大器簡介第9章12理想放大器應(yīng)滿足下列條件理想放大器應(yīng)滿足下列條件9.2 集成運(yùn)算放大器簡介第9章理想集成

6、運(yùn)算放大器符號理想集成運(yùn)算放大器符號uouu +ii集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性uouiUOMOUOM理想特性理想特性實(shí)際特性實(shí)際特性131.1.集成運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端的電位相等（集成運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端的電位相等（） u u u u2.2.集成運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端的輸入電流等于零（集成運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端的輸入電流等于零（） i i 09.2 集成運(yùn)算放大器簡介第9章141.1.反相比例運(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路 0uu_+ RFR1R2uiuoiiif+_+_0iiffiiiii得得 所以所以 F01iRuuRuu

7、即即 Fo1iRuRu靜態(tài)平靜態(tài)平衡電阻衡電阻 1FioufRRuuA 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章15得得2.同相比例運(yùn)算電路同相比例運(yùn)算電路iuuu0iiffiiiii由圖可列出由圖可列出 F010RuuRu得得 i1Fo1uRRu1Fiouf1RRuuAu uo o_+ RFR1R2uiiiif+_+_ 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章16131211fiiii0uu13Fi212Fi111FoRRuRRuRRu1131211RRRR)(i3i2i11FouuuRRuF1RR)(i3i2i1ouuuu由節(jié)點(diǎn)電流定律得由節(jié)點(diǎn)電流定律得整理得整理得當(dāng)當(dāng) 有有當(dāng)當(dāng) 有有

8、uo+ RFR13R2ui1i12if_+_i11i13R12R11ui2ui31.加法運(yùn)算電路加法運(yùn)算電路 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章17i3i2i1o45 . 02uuuu【例例】一個測量系統(tǒng)的輸出電壓和一些待測量一個測量系統(tǒng)的輸出電壓和一些待測量(經(jīng)傳感器變換為電壓信號經(jīng)傳感器變換為電壓信號)的關(guān)系為的關(guān)系為若取若取RF=100k，試用集成運(yùn)放構(gòu)成信號處理電路，求各電阻值。，試用集成運(yùn)放構(gòu)成信號處理電路，求各電阻值。 分析輸入信號為加法關(guān)系，因此第一級采用分析輸入信號為加法關(guān)系，因此第一級采用，輸入信號與輸出信號要求同相位，所以，輸入信號與輸出信號要求同相位，所以再加一級

9、再加一級。 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章18+ RFR13Rb1ui1i12_i11i13R12R11ui2ui3+ RFR21Rb2uo_+_13Fi212Fi111FoRRuRRuRRui3i2i1o45 . 02uuuu 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章19由由平衡電阻平衡電阻Rb1 = RF R11R12R 13=1005020025 =13k 平衡電阻平衡電阻RF=100kR12=200kR11=50kR13=25k第二級為反相電路第二級為反相電路Rb2= RF R21=100100 =50 k 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章13Fi212Fi11

10、1FoRRuRRuRRui3i2i1o45 . 02uuuu20i11F1Fooo1uRRuRRuuu i11Fi23231F1uRRuRRRRR21RR F3RR)(i1i21FouuRRu當(dāng)當(dāng)有有i2i1ouuu當(dāng)當(dāng)有有F1RR _+ RFR1R2ui1uoiiif+_+_+ui2R32.減法運(yùn)算電路減法運(yùn)算電路 9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章21+ RCRuiuoiCiR_1.微分運(yùn)算電路微分運(yùn)算電路tuRCuddio0uuCRii 根據(jù)根據(jù)得得所以所以tuuCRuud)(dio即即9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章22tiCtiCuud1d1RCcotuRCtRuC

11、d1d1ii2.2.積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路+ RCRuiuoiCiR_9.3 集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路第9章23of11fuRRRu構(gòu)成反饋支路構(gòu)成反饋支路凈輸入信號減小凈輸入信號減小_+ RFR2R1uiuoii+_+_+uduf+_RL9.4 集成運(yùn)算放大器的反饋分析第9章24fidiiiFoFofRuRuui反饋支路反饋支路凈輸入信號減小凈輸入信號減小+ RFR2R1uiuoii_+_RLidif9.4 集成運(yùn)算放大器的反饋分析第9章25FofRiu反饋支路反饋支路凈輸入信號減小凈輸入信號減小+ RFR2uiuoio_+uduf+_RL9.4 集成運(yùn)算放大器的反饋分析第9章26反饋

12、電路是由電阻反饋電路是由電阻R和和RF構(gòu)成的構(gòu)成的 FoFRfRRiRuifidiii凈輸入信號減小凈輸入信號減小+ RFR2R1uiuoii_RLidifioR9.4 集成運(yùn)算放大器的反饋分析第9章27測量放大器測量放大器uo+ _A1+ _A2R2R3+ _A3ui1ui2uiuo1uo2R1R4R6R5R79.5 運(yùn)算放大器的應(yīng)用第9章28i112o121uRRui212i213o22121uRRuRRui12i2i112o2o121)(21uRRuuRRuu第一級的電壓放大倍數(shù)為第一級的電壓放大倍數(shù)為 12io2o121RRuuu54RR 76RR 46o2o1oRRuuu如果如果測量

13、放大器總的電壓放大倍數(shù)為測量放大器總的電壓放大倍數(shù)為 1246io2o1o2o1oiou21RRRRuuuuuuuuA9.5 運(yùn)算放大器的應(yīng)用第9章291.單值比較器單值比較器RiUu OMoUuRiUu OMoUu+ uiuo_URuouioUoMUoMUR9.5 運(yùn)算放大器的應(yīng)用第9章30+ R1R2uiuo_VDZR3反相輸入過零限幅比較器反相輸入過零限幅比較器+ R1R2uiuo_VDZ同相輸入過零限幅比較器同相輸入過零限幅比較器9.5 運(yùn)算放大器的應(yīng)用第9章312.滯回比較器滯回比較器21oM2R1TRRURURU21oM2R1TRRURURU回差電壓回差電壓 HUTUTU=+ uIRR2uiuo_URuuuouioUoMUoMUTUT兩個閾值電壓分別為兩個閾值電壓分別為 越大，抗干擾能力越強(qiáng)。越大，抗干擾能力越強(qiáng)。9.5 運(yùn)算放大器的應(yīng)用第9章321.消振消振通常的方法是通常的方法是，用它來破壞產(chǎn)生自激振蕩的條件。，用它來破壞產(chǎn)生自激振蕩的條件。是否已消振，可將輸入端接地，用示波是否已消振，可將輸入端接地，用示波器觀察輸出端有無自激振蕩。目前很多器觀察輸出端有無自激振蕩。目前很多運(yùn)算放大器內(nèi)部已有消振元件，無須外運(yùn)算放大器內(nèi)部已有消振元件，