電氣技術(shù)基礎(chǔ)電工電子8.集成運(yùn)算放大器

1、8.8章 集成運(yùn)算放大器8.1 集成運(yùn)算放大器的分析依據(jù)8.2 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用8.3 電壓比較器(1). 開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù) (2). 開(kāi)環(huán)輸入電阻(3). 開(kāi)環(huán)輸出電阻8.1理想運(yùn)算放大器及其分析依據(jù) 1. 理想化的主要條件：+uouu+i+i2. 理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的特點(diǎn)因?yàn)?uo = Auo(u+ u )所以(1) 差模輸入電壓約等于 0 即 u+= u ,稱“虛短” (2) 輸入電流約等于 0 即 i+= i 0 ,稱“虛斷” 電壓傳輸特性 Auo越大，運(yùn)放的 線性范圍越小，必 須加負(fù)反饋才能使 其工作于線性區(qū)。+uouu+i+i u+ u uo線性區(qū)Uo(sat)+U

2、o(sat) O8.2 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 集成運(yùn)算放大器與外部電阻、電容、半導(dǎo)體器件等構(gòu)成閉環(huán)電路后，能對(duì)各種模擬信號(hào)進(jìn)行比例、加法、減法.8.2.1 比例運(yùn)算1.反相比例運(yùn)算(1) 電路組成 以后如不加說(shuō)明，輸入、輸出的另一端均為地()。(2) 電壓放大倍數(shù)因虛短, 所以u(píng)=u+= 0，稱反相輸入端“虛地” 反相輸入的重要特點(diǎn)因虛斷，i+= i = 0 ， ifi1ii+所以 i1 if 因要求靜態(tài)時(shí)u+、 u 對(duì)地電阻相同， 所以平衡電阻 R2 = R1 / RFuoRFuiR2R1+2. 同相比例運(yùn)算因虛斷，所以u(píng)+ = ui (1) 電路組成(2) 電壓放大倍數(shù)因虛短，所

3、以 u = ui ，反相輸入端不“虛地” 因要求靜態(tài)時(shí)u+、u對(duì)地電阻相同， 所以平衡電阻R2=R1/RFuoRFuiR2R1+u+u 當(dāng) R1= 且 RF = 0 時(shí)，uo = ui ， Auf = 1， 稱電壓跟隨器。uoRFuiR2R1+uoui+uo+15kRL15k+15V 7.5k例：8.2.2 加法運(yùn)算電路 加法運(yùn)算電路因虛短, u= u+= 0 平衡電阻： R2= Ri1 / Ri2 / RFii2ii1ifuoui2RFui1Ri2Ri1+R2+因虛斷，i = 0 所以 ii1+ ii2 = if 8.2.3 減法運(yùn)算由虛斷可得：由虛短可得：分析方法1：ui2uoRFui1R

4、3R2+R1+ 如果取 R1 = R2 ，R3 = RF 如 R1 = R2 = R3 = RF R2 / R3 = R1 / RF輸出與兩個(gè)輸入信號(hào)的差值成正比。常用做測(cè)量放大電路分析方法2：利用疊加原理 減法運(yùn)算電路可看作是反相比例運(yùn)算電路與同相比例運(yùn)算電路的疊加。u+ui2uoRFui1R3R2+R1+ 電壓比較器電壓比較器的功能： 電壓比較器用來(lái)比較輸入信號(hào)與參考電壓的大小。當(dāng)兩者幅度相等時(shí)輸出電壓產(chǎn)生躍變，由高電平變成低電平，或者由低電平變成高電平。由此來(lái)判斷輸入信號(hào)的 大小和極性。用途： 數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字儀表、自動(dòng)控制和自動(dòng)檢測(cè)等技術(shù)領(lǐng)域，以及波形產(chǎn)生及變換等場(chǎng)合 。 運(yùn)放工作在開(kāi)環(huán)

5、狀態(tài)或引入正反饋。8. 3 基于運(yùn)算放大器的比較器理想運(yùn)放工作在飽和區(qū)的特點(diǎn)： 1. 輸出只有兩種可能 +Uo (sat) 或Uo (sat) 當(dāng) u+ u 時(shí)， uo = + Uo (sat) u+u 時(shí)，uo= +Uo (sat) u+u 時(shí)，uo= Uo (sat) 即 uiUR 時(shí)，uo = Uo (sat)可見(jiàn)，在 ui =UR 處輸出電壓 uo 發(fā)生躍變。參考電壓uitOUROuot +Uo (sat) Uo (sat)t1t2單限電壓比較器： 當(dāng) ui 單方向變化時(shí)， uo 只變化一次。URuouiR2+R1+電壓傳輸特性Uo(sat) +Uo(sat)uiuoOUR2. 輸出帶限幅的電壓比較器設(shè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為UZ，忽略穩(wěn)壓管的正向?qū)▔航祫t ui UR，uo = UZUZ UZ電壓傳輸特性 Uo(sat) +Uo(sat)uiuoOURuiUR 時(shí)，uo = Uo (sat) uoRDZURuouiR2+R1+3. 過(guò)零電壓