低頻電子線路集成運(yùn)算放大器線性的應(yīng)用基礎(chǔ)ppt課件

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《低頻電子線路》 (14),1,上次課內(nèi)容,6.3.2 差動(dòng)放大器工作原理及性能分析(續(xù)) 6.3.3 具有電流源的差動(dòng)放大電路 6.3.4 差動(dòng)放大器的傳輸特性,2,本次課內(nèi)容,第二章 集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用基礎(chǔ) 2.1 集成運(yùn)算放大器的符號(hào)、模型和電壓傳輸特性 2.2 線性應(yīng)用時(shí)運(yùn)放三種組態(tài)(引入深度負(fù)反饋) 2.3 由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的基本運(yùn)算電路,3,第二章 集成運(yùn)算放大器的 線性應(yīng)用基礎(chǔ),集成運(yùn)算放大器最初用于模擬運(yùn)算功能，故稱運(yùn)算放大器。 現(xiàn)在集成運(yùn)算放大器適用于信號(hào)處理的許多方面，是一種通用型模擬器件。,4,2.1 集成運(yùn)算放大器的符號(hào)、模型和電壓傳輸特性,開始分析時(shí)需要建立運(yùn)算放大器的理想模型。 依據(jù)器件模型進(jìn)行電路的工程分析。,5,理想運(yùn)放模型及兩條基本運(yùn)算法則,先給出 理想運(yùn)放模型 再推出 兩條基本運(yùn)算法則。,6,集成運(yùn)放的符號(hào)（圖）,,,,,,,,,,,－,+,反向輸入端,同向輸入端,輸出端,,,,,－,+,,,,反向輸入端,同向輸入端,輸出端,7,運(yùn)放增益表達(dá)式,,8,理想運(yùn)放特性,對(duì)運(yùn)放特性和參數(shù)可以做一下近似假設(shè)，但這些假設(shè)可以符合運(yùn)放的實(shí)際情況。,9,理想運(yùn)放的主要參數(shù),10,理想運(yùn)放特性,理想運(yùn)放 指選用理想（近似）參數(shù)時(shí)的理想特性，在分析實(shí)際運(yùn)放時(shí)常常采用。 否則分析實(shí)際運(yùn)放將十分復(fù)雜和困難。 對(duì)理想運(yùn)放的分析是電子線路采用工程近似分析的典型范例。,11,兩條基本運(yùn)算法則,根據(jù)以上近似（理想）條件可以推出理想運(yùn)放的兩條基本運(yùn)算法則為： “虛短” “虛斷” 注意此法則應(yīng)用范圍只適用于線性（放大）區(qū)。,12,①虛短,由于在線性區(qū)U0為有限值，又 即“虛短”，指兩個(gè)輸入端“虛”短路（不是“真”短路，指兩端電位近似相等）。,13,②虛斷,即“虛斷”，指兩個(gè)輸入端“虛”斷路（不是“真”斷路，指近似沒(méi)有電流流入）。,14,運(yùn)放的電壓傳輸特性,,,,u0,Ud=ui++ui-,0,,,,UOL,UOH,15,2.2 線性應(yīng)用時(shí)運(yùn)放三種組態(tài) (引入深度負(fù)反饋),在線性應(yīng)用時(shí)運(yùn)放有三種組態(tài)。 反相放大電路 同相放大電路 差動(dòng)放大電路,16,（1）反相放大電路,反相放大電路的輸出與輸入信號(hào)反相。,17,反相放大器電路圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Rf,R1,ui,uo,,,I1,If,18,反相放大電路分析,,19,反相放大電路分析,20,反相放大電路分析,由以上分析可見(jiàn)： 在閉環(huán)時(shí)，反相放大器的增益僅僅取決于反饋電阻Rf與R1電阻之比，而與集成運(yùn)放其他參數(shù)無(wú)關(guān)。,21,反相放大電路分析,反相放大電路屬于電壓并聯(lián)負(fù)反饋。 具有低輸入阻抗、低輸出阻抗和輸出電壓穩(wěn)定的特點(diǎn)。,22,（2）同相放大電路,同相放大電路的輸出與輸入信號(hào)同相。,23,同相放大器電路圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Rf,R1,ui,uo,,,I1,,,If,24,同相放大電路分析,,25,同相放大電路分析,因輸出與輸入同相，故稱同相放大器。 注意同相放大電路不存在“虛地”現(xiàn)象，要考慮到輸入端會(huì)有較高的共模輸入電壓。,26,同相放大電路分析,同相放大電路屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋，具有高輸入阻抗、低輸出阻抗和輸出電壓穩(wěn)定的特點(diǎn)。,27,同相電壓跟隨器電路,同相放大電路稍做改變，就可形成同相電壓跟隨器電路。,28,同相電壓跟隨器電路圖,,,,,,,,,,,,,,,,,ui,uo,29,同相電壓跟隨器,,30,（3）差動(dòng)放大電路,差動(dòng)放大電路從同相和反相端同時(shí)輸入信號(hào)?？烧J(rèn)為是同相與反相放大電路的組合形式。,31,差動(dòng)放大器電路圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Rf,R1,ui1,uo,,,,,,,,ui2,R2,R3,32,差動(dòng)放大電路分析,,33,差動(dòng)放大電路分析,,34,差動(dòng)放大電路分析,,35,差動(dòng)放大電路分析,由上分析可以看出，差動(dòng)放大電路的輸出電壓和電壓增益完全取決于輸入信號(hào)的差值，故為“差放”。,36,2.3 由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的基本運(yùn)算電路,線性運(yùn)放電路基本運(yùn)算功能有： 比例運(yùn)算 求和運(yùn)算 積分和微分運(yùn)算 對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算 乘法和除法運(yùn)算等。,37,(1)比例運(yùn)算放大電路,反相放大、同相放大和差動(dòng)放大電路均可反映比例運(yùn)算關(guān)系。,38,反相放大比例運(yùn)算,,39,同相放大比例運(yùn)算,,40,差動(dòng)放大比例運(yùn)算,,41,(2) 求和電路,求和電路可以進(jìn)行加法運(yùn)算，故又稱為加法電路。,42,求和電路圖,,圖7–1反相相加器,43,求和電路分析,,44,求和電路分析,,45,求和電路分析,由以上分析可見(jiàn)，電路實(shí)現(xiàn)了三個(gè)輸入信號(hào)的求和（反相），故為反相求和電路。,46,相減器,47,相減器分析,48,(3) 積分和微分電路,積分和微分電路可以分別實(shí)現(xiàn)積分和微分的運(yùn)算功能。,49,①積分電路,積分電路可以實(shí)現(xiàn)積分運(yùn)算功能。,50,積分電路,,圖 積分器電路,51,采用Z1和Zf的積分電路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Zf,Z1,ui,uo,52,積分電路復(fù)頻域分析,,53,積分電路復(fù)頻域分析,,54,積分電路時(shí)域形式,55,對(duì)積分電路分析的結(jié)論,可見(jiàn)，積分電路的輸出電壓是輸入電壓對(duì)時(shí)間的積分。,56,積分電路加階躍輸入信號(hào)時(shí)波形圖,,,,,,0,0,ui,uo,,,,,,,t,t,57,②微分電路,微分電路可以實(shí)現(xiàn)微分運(yùn)算功能。,58,微分電路圖,,59,微分電路圖的Z1和Zf形式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Zf,Z1,ui,uo,60,微分電路復(fù)頻域分析,,61,微分電路時(shí)域分析,,62,微分電路輸入方波時(shí)的輸出波形圖,,,,,,0,0,ui,uo,,,,t,t,,,,,63,對(duì)微分電路分析結(jié)論,可見(jiàn)，微分電路的輸出電壓是輸入電壓對(duì)時(shí)間的微分。,64,作業(yè)題,2-1， 2-2， 2-4。,65,預(yù)習(xí)內(nèi)容,第三章 電壓比較器、張弛振蕩器,66,本節(jié)課結(jié)束（1~67）,謝謝！,67,,,68,