放大器在信號處理中的應(yīng)用(科創(chuàng))課件

放大器在信號處理中的應(yīng)用放大器在信號處理中的應(yīng)用一、運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)單運(yùn)放雙運(yùn)放四運(yùn)放一、運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)單運(yùn)放雙運(yùn)放四運(yùn)放放大器的結(jié)構(gòu)舊結(jié)構(gòu)：分三級

輸入級：雙端輸入，雙端輸入轉(zhuǎn)單端輸出，提高輸入阻抗中間級：提高增益輸出級：增大驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力新結(jié)構(gòu)：分二級

輸入級：雙端輸入轉(zhuǎn)單端輸出，提高輸入阻抗，提高增益輸出級：增大驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力放大器的結(jié)構(gòu)舊結(jié)構(gòu)：分三級輸入級：雙端輸入，雙端輸入轉(zhuǎn)單端輸二、理想運(yùn)放的特性1、直流放大倍數(shù)為無窮大最好2、交流帶寬為無限寬實(shí)際為：3、輸入電阻為無窮大JFETOPA1284、失調(diào)電壓為0V5、輸入偏置電流為0V75fA6、輸出電阻為（5~200歐）7、輸出電壓調(diào)整率為無窮大8、輸出電流為無窮大一般為10mA二、理想運(yùn)放的特性1、直流放大倍數(shù)為無窮大最好2、交三、運(yùn)放的直流特性1、直流放大倍數(shù)80dB-160dB2、失調(diào)電壓雙極型：1mV變化規(guī)律JFET型無規(guī)律最好3、失調(diào)電流雙極型正向工作電流溫度系數(shù)（TC）0.5-1%/度JFET型是反向漏電流，它隨溫度變化劇烈，沒10度翻一番4、電壓擺率三、運(yùn)放的直流特性1、直流放大倍數(shù)80dB-165、共模抑制比CMRR隨頻率升高而下降5、共模抑制比CMRR隨頻率升高而下降放大器在信號處理中的應(yīng)用(科創(chuàng))課件四、運(yùn)放的頻率特性1、開環(huán)增益

四、運(yùn)放的頻率特性1、開環(huán)增益2、反饋系數(shù)的計(jì)算A：開環(huán)放大倍數(shù)F：反饋系數(shù)（1）同相放大器2、反饋系數(shù)的計(jì)算A：開環(huán)放大倍數(shù)（1）同相放大器（2）反向放大器（3）積分器的反饋系數(shù)（2）反向放大器（3）積分器的反饋系數(shù)3、放大器閉環(huán)穩(wěn)定性問題當(dāng)：系統(tǒng)不穩(wěn)定判斷穩(wěn)定性的簡便方法根據(jù)放大器開環(huán)幅頻特性與閉環(huán)增益幅頻特性的交角情況，就可以判斷穩(wěn)定性若交角為-20dB/dec若交角為-40dB/dec系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)不穩(wěn)定3、放大器閉環(huán)穩(wěn)定性問題當(dāng)：系統(tǒng)不穩(wěn)定判斷穩(wěn)定性的簡便方法根特例：單位增益不穩(wěn)定的放大器OP37LF357。。。同相增益大于5反相增益大于4特例：單位增益不穩(wěn)定的放大器OP37LF357。。。同4、閉環(huán)放大器的幅值誤差和相位誤差放大器的閉環(huán)增益在直流時(shí)，F(xiàn)是實(shí)數(shù)，A可以用Ad代替。誤差項(xiàng)下面分析交流運(yùn)用時(shí)的幅值誤差和相位誤差4、閉環(huán)放大器的幅值誤差和相位誤差放大器的閉環(huán)增益在直流時(shí)，對于單極點(diǎn)運(yùn)放：閉環(huán)放大倍數(shù)當(dāng)f>f0幅值誤差相位誤差對于單極點(diǎn)運(yùn)放：閉環(huán)放大倍數(shù)當(dāng)f>f0幅值誤差相位誤差五、運(yùn)放的工作方式Va=0a點(diǎn)常稱“虛地”點(diǎn)。R2：反饋電阻。閉環(huán)放大：接入R2開環(huán)放大：不接R2，放大倍數(shù)無窮大。則R3是平衡電阻，保證靜態(tài)時(shí)兩輸入端的電阻相等。根據(jù)節(jié)點(diǎn)電流法得：1反相比例放大器五、運(yùn)放的工作方式Va=0a點(diǎn)常稱“虛地”點(diǎn)。則R3

運(yùn)算放大器

2、電壓跟隨器特點(diǎn)：①輸入阻抗無窮大(虛斷)；②輸出阻抗為零；應(yīng)用：1、提高帶載能力

2、在電路中隔離前后兩級電路。③uo=ui運(yùn)算放大器

2、電壓跟隨器特點(diǎn)：①輸入阻抗無窮大運(yùn)算放大器3、差動(dòng)放大器（減法器）方法1：令：

解得：運(yùn)算放大器3、差動(dòng)放大器（減法器）方法1：令：解得：4.同相比例放大器4.同相比例放大器5.全加器全加器電路如圖所示，當(dāng)運(yùn)算放大器開環(huán)增益足夠大時(shí)，若則根據(jù)運(yùn)放的特性可以得到:5.全加器全加器電路如圖所示，當(dāng)運(yùn)算放大器開環(huán)增益足夠大時(shí)6.微分器電路如圖所示，當(dāng)運(yùn)算放大器開環(huán)增益足夠大時(shí)，有6.微分器電路如圖所示，當(dāng)運(yùn)算放大器開環(huán)增益足夠大時(shí)，有7.積分器電路如圖所示，把微分器電路中電阻與電容的位置交換一下，就可得到一個(gè)運(yùn)放積分器。7.積分器電路如圖所示，把微分器電路中電阻與電容的位置交換8.遲滯比較器始終保持為正向最大值

遲滯比較器是一種帶有正反饋的運(yùn)放電路。這種比較器又稱為施密特觸發(fā)器，常用于信號的整形電路。工作原理：負(fù)值比較大時(shí)，此時(shí)輸出為正向最大值，根據(jù)疊加原理，此時(shí)為

當(dāng)

由負(fù)向正逐漸增大時(shí)，只要小于

8.遲滯比較器始終保持為正向最大值遲滯比較器是一種帶有遲滯比較器但當(dāng)增大到將跳變到負(fù)向最大值。此時(shí)可見，遲滯比較器的輸出僅有UOMAX和-UOMAX兩個(gè)電壓狀態(tài)。遲滯比較器但當(dāng)增大到遲滯比較器波形及遲滯曲線U+UoUiONUiOFFUoUiU+ttUoUiUiOFFUiON遲滯比較器波形及遲滯曲線U+UoUiONUiOFFUoUiU微分器如圖所示C=1uFR=100k歐運(yùn)放uA741fc=1MHzfo=5Hz作uA741的開環(huán)幅頻特性R1=0時(shí)，作1/F的幅頻特性，分析其穩(wěn)定性R1=1k時(shí)，作1/F的幅頻特性，分析其穩(wěn)定性微分器如圖所示C=1uFR=100k歐運(yùn)放uA741MEASURINGINPUTOFFSETVOLTAGEMEASURINGINPUTOFFSETVOLTAGEOP177/AD707OFFSETADJUSTMENTPINSOP177/AD707OFFSETADJUSTMENTOPAMPTOTALOFFSETVOLTAGEMODELOPAMPTOTALOFFSETVOLTAGEMOCALCULATINGOFFSETERRORDUETOCOMMONMODEREJECTIONRATIO(CMRR)CALCULATINGOFFSETERRORDUEMismatchedResistorTCsCanInduceTemperature-RelatedGainErrorsMismatchedResistorTCsCanInUnevenPowerDissipationBetweenResistorsWithIdenticalTCsCanAlsoIntroduceTemperature-RelatedGainErrorsVin=0VnoheatVin=100mV?UnevenPowerDissipationBetwe放大器OPA627的單位增益帶寬積為16MHz，用其放大50kHz的交流小信號，采用如圖所示電路，計(jì)算幅度誤差和相位誤差例題：幅值誤差相位誤差放大器OPA627的單位增益帶寬積為16MHz，用其放大50放大器OPA227的單位帶寬積為8MHz，共模抑制比為120dB,失調(diào)電壓為10uV，輸入直流信號為1V，采用如圖所示電路，只考慮失調(diào)電壓和共模抑制比，求輸出電壓。例題：放大器OPA227的單位帶寬積為8MHz，共模抑制比為120單電源工作放大器交流反相工作方式這兩種方案有何不同？單電源工作放大器交流反相工作方式這兩種方案有何不同？交流同相工作方式單電源工作放大器交流同相工作方式單電源工作放大器單電源工作放大器交流減法器單電源工作放大器交流減法器放大器的保護(hù)Vs1器件保護(hù)信號小的時(shí)候，這種保護(hù)沒有必要OP07OP27OP37內(nèi)部有二極管二極管有光