中科大《電子線路》課件05運(yùn)算放大器

1、1運(yùn)算放大器 有源、多動(dòng)能、集成電路2uiuo_+Ao運(yùn)放的電路符號(hào)1 基本知識(shí)3uiuo+UOM-UOMAo越大，運(yùn)放的線性范圍越小，必須在輸出與輸入之間加負(fù)反饋才能使其擴(kuò)大輸入信號(hào)的線性范圍。uiuo_+Ao一、運(yùn)放的開環(huán)電壓傳輸特性例：若UOM=12V，Ao=106， 則|ui| UR時(shí) , uo = +Uom當(dāng)ui UR時(shí) , uo = -Uom 一、若ui從同相端輸入 +uouiURuoui0+Uom-UomUR當(dāng)ui UR時(shí) , uo = -Uom 二、 若ui從反相端輸入 uoui0+UOM-UOM+uoui三、過(guò)零比較器: (UR =0時(shí))+uouiuoui0+UOM-UOM

2、+uouitui例：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲āot+Uom-Uom 分析1. 因?yàn)橛姓答?，所以輸出飽和?. 當(dāng)uo正飽和時(shí)(uo =+UOM)U+3. 當(dāng)uo負(fù)飽和時(shí)(uo =UOM)+uoRR2R1ui參考電壓由輸出電壓決定2 施密特觸發(fā)器遲滯比較器特點(diǎn)：電路中使用正反饋， 運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。1. 沒(méi)加參考電壓的下行遲滯比較器 分別稱UH和UL上下門限電壓。稱(UH - UL)為回差或門限寬度。當(dāng)ui 增加到UH時(shí)，輸出由Uom跳變到-Uom；+uoRR2R1ui當(dāng)ui 減小到UL時(shí)，輸出由-Uom跳變到Uom 。傳輸特性：UHULuoui0Uom-Uom tuiUom-Uom

3、tuiUHUL例：下行遲滯比較器的輸入為正弦波時(shí)，畫出輸出的波形。+uoRR2R1ui 2. 加上參考電壓后的下行遲滯比較器加上參考電壓后的上下限：+uoRR2R1uiURuoui0Uom-UomUHUL 例：R1=10k，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V當(dāng)輸入 ui 為如圖所示的波形時(shí)，畫出輸出uo的波形。+uoRR2R1uiUR5V10Vuit0 門限電壓：+UOM-UOM根據(jù)傳輸特性畫輸出波形圖uiuott10V5V002V +uoRR2R1ui+uoRR2R1ui3、上行遲滯比較器沒(méi)加參考電壓的上行遲滯比較器 加上參考電壓后的上行遲滯比較器UR 3 窗口比較器 電路由兩個(gè)幅

4、度比較器和一些二極管與電阻構(gòu)成設(shè)R1 =R2，則： 當(dāng)vIVH時(shí)，vO1為高電平，D3導(dǎo)通；vO2為低電平, D4截止，vO= vO1。 當(dāng)vI VL時(shí)，vO2為高電平，D4導(dǎo)通；vO1為低電平，D3截止，vO= vO2 當(dāng)VH vI VL時(shí)，vO1為低電平，vO2為低電平，D3、D4截止，vO為 為低電平。 一、電路結(jié)構(gòu)上下門限電壓：下行的遲滯比較器，輸出經(jīng)積分電路再輸入到此比較器的反相輸入端。+RR1R2C+ucuo4 方波發(fā)生器 二、工作原理1. 設(shè) uo = + UOM此時(shí)，輸出給C 充電則：u+=UH0tuoUOM-UOMU+Huc0tuo 立即由UOM 變成UOM +RR1R2C+

5、ucuoUc上升到UH時(shí)，uo下翻。 此時(shí)，C 經(jīng)輸出端放電。2. 當(dāng)uo = -UOM 時(shí)，u+=ULuc降到UL時(shí)，uo上翻。UHuctUL當(dāng)uo 重新回到UOM 以后，電路又進(jìn)入另一個(gè)周期性的變化。+RR1R2C+ucuo 0UHuctULUOMuo0t- UOMT輸出波形：+RR1R2C+ucuo實(shí)際運(yùn)放由于工藝問(wèn)題，實(shí)際運(yùn)放達(dá)不到理想運(yùn)放的性能。以下方面是運(yùn)放的重要指標(biāo)，據(jù)此選擇運(yùn)放。1，失調(diào)電壓及其漂移由于實(shí)際運(yùn)放內(nèi)部電路元件不完全對(duì)稱，輸入端短路時(shí)輸出電壓不為零。折合為輸入端的等效電壓，UooUoo隨溫度變化，稱為失調(diào)電壓的漂移。2，偏置和失調(diào)電流由于實(shí)際運(yùn)放內(nèi)部電路元件不完全對(duì)稱，兩個(gè)輸入端具有很小、不等的直流電流。兩個(gè)輸入電流的平均值 稱為 偏置電流 IB 差 稱為 輸入失調(diào)電流 IIO偏置電流、失調(diào)電流也隨溫度變化。3，共模抑制比差模信號(hào)共模信號(hào)4，飽和電壓和電流實(shí)際飽和輸出比正、負(fù)電源電壓小12