电工与电子技术第9章集成运算放大器及其应用

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邓允主编《电工电子技术及应用(第二版)》第九章习题详解

图题 9-3 (a)
（b）用瞬时极性法判断如图所示，它是负反馈。反馈取样是输出电压，在输入端以电压的形式进行比较，因而是电压串联负反馈。
图题 9-3(b) 9-4 在图题 9-2（c）所示电路中，设放大器工作在深度负反馈状态，试计算放大器的放大倍数 AF。
【解】电路如图。此电路为电压并联负反馈。由于是深度负反馈，所以可以通过求反馈系数的方法求放大倍数。
6 能使放大电路的输出电流稳定、输入电阻减小的负反馈是 ○
A.电压串联负反馈； C.电压并联负反馈；
B.电流串联负反馈； D.电流并联负反馈
7 为了稳定放大电路的静态工作点，应该引入的反馈 ○ A. 是交流负反馈；B. 是直流负反馈；C. 是交直流负反馈；D.不需要 8 ○ 共集电极放大电路（射极输出器）是典型的 B. 电压串联负反馈电路； D. 电流并联负反馈电路
A. 电压并联负反馈电路； B. 电流串联负反馈电路；【解】○ 1 B；
2 C； ○ 3 C； ○ 4 B； ○ 5 A； ○ 6 D； ○ 7 B； ○ 8 B ○

F
If

Uo Rf

Io
Uo R f // RL
RL R f RL
RL RL R f

AF
1

F
9-5 理想运算放大器的电路如图题 9-5 所示。R1=10KΩ，闭环电压放大倍数 Au= -100，试求 RF 的值。【解】 ii
ui u if o R1 RF Au uo R F 100 ui R1
由题可知
，
uo (
RF RF )ui R1 R2
R 10 RF 5( K) 2 ， R1 F 2 2 R1 R 10 RF 2( K) 5 ， R2 F 5 5 R2

集成运算放大器的特性及应用

ＡＴＵＨ＝Ｕｍ— ｗｒ７２（１２）
“
ｌ
ＵＴ２Ｈ
０
‰
集成运放作为通用性很强的有源器件，可用来
⑤
一
④ 【，２⑨ Nhomakorabea图７电压传输特性
实现信号的运算、交换、处理、产生等，还可用于产生正弦或非正弦信号，不仅在模拟电路中得到广泛的应用，而且在脉冲数字电路中也日益得到广泛的应用，为组成电子系统的基本功能单元。随着科技成
放大电路的频率特性由电阻Ｒ和电容Ｃ决定，起负反馈的作用。
ｊ
—
｜ “ｕｉ＋ — 【ｎ，
Ｃ ’＿
ＵｏＭ
图３电压传输特性
此时分析电路时应遵循两个法则Ｈ：］
①“ 虚短” 法则：由于理想运放开环差模增益
Ａ ∞ ，以有：所
摘
要：集成运算放大器是放大电路中非常重要的元器件，可靠性高，使用方便，随着技术指
标的不断提高，它可当作理想器件来处理．不会造成不可允许的误差。在学习时应熟练掌握它的线性与非线性特性以及其在信号的运算、处理和电路的比较分析等方面的相关应用。
关键词：集成运放；线性非线性特性；应用
图１集成运放组成框图
１示。一般输入级采用差分放大电路使得输入电所阻大、失调和零漂小；中间级采用电压放大倍数大的
共射放大电路，输出级为使输出电阻小、带负载能力强，常采用互补推挽乙类放大电路；偏置电路为各级提供稳定的静态工作电流，般采用电流源电路。一理想集成运放的工作区域分为线性和非线性两部分，其参数应满足条件：Ｊ①开环差模电压增益Ａ一∞， ②差模输入电阻一 ∞， ③输出电阻尺，。 ④共模

电工电子学_集成运算放大器

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9.3 集成运放在信号运算方面的应用
由于开环电压放大倍数Auo很高，集成运放开环工作时线性区很窄。因此，为了保证运放处于线性工作区，通常都要引入深度负反馈。集成运放引入适当的负反馈，可以使输出和输入之间满足某种特定的函数关系，实现特定的模拟运算。当反馈电路为线性电路时，可以实现比例、加法、减法、积分、微分等运算。

图9.2.1 反馈放大电路框图

电路中的反馈是指将电路的输出信号（电压或电流）的一部分或全部通过一定的电路（反馈电路）送回到输入回路，与输入信号一同控制电路的输出。可用图9.2.1所示的方框图来表示。
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2. 反馈的分类
（1）正反馈和负反馈根据反馈极性的不同，可以分为正反馈和负反馈。（2）直流反馈和交流反馈根据反馈信号的交直流性质，可以将反馈分为直流反馈和交流反馈。（3）电压反馈和电流反馈根据输出端反馈采样信息的不同，可以将反馈分为电压反馈和电流反馈。（4）串联反馈和并联反馈根据反馈信号与输入信号在放大电路输入端联结方式的不同，可以将反馈分为串联反馈和并联反馈。
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3. 输入和输出方式
差放电路有双端输入和单端输入两种输入方式。同样也有双端输出和单端输出两种输出方式。因此，差动放大电路共有四种输入输出方式。（1）双端输入双端输出（2）双端输入单端输出（3）单端输入双端输出（4）单端输入单端输出

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4. 共模抑制比
差动放大电路对差模信号和共模信号都有放大作用，但对差动放大电路来说，差模信号是有用信号，共模信号则是需要抑制的。因此要求差放电路的差模放大倍数尽可能大，而共模放大倍数尽可能小。为了衡量差放电路放大差模信号和抑制共模干扰的能力，引入共模抑制比作为技术指标，用KCMR表示。其定义为差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，即 A （9.1.11） K ud

电工单元九集成运放

实际特性
饱和区
（l）开环电压放大倍数为无穷大，A0→∞ （2）运算放大器差模输入电阻，rid→∞ （3）输出电阻为零，r0几乎为零
（1）线性区的特点
理想运放工作在线性区时有两个重要的特点：“虚短”
和“虚断”。即 u+≈u－ i+= i－≈0 “虚短”表示集成运放的同相输入端与反相输入端的电压近似相等，如同将该两点虚假短路一样。若运放其中一个输入端接“地”，则有u+≈u－=0，这时称“虚地”。 “虚断”表示没有电流流入运放（因为理想运放的差模
集成运放开环时输出级的输出电阻，称为开环输出电阻。r0愈小，集成运放带负载的能力就愈强。由于集成运放采用互补对称式射极输出电路，其r0较低，一般为几十到几百欧。
（4）最大输出电压UOM
在标称电源电压和额定负载电阻的情况下，能使集成运放输出电压和输入电压保持不失真关系的最大输出电压，称为集成运放的最大输出电压。一般为电源电压的70%左右
对于单级运放电路，反馈元件（例如Rf)接到同相输入端是正反馈，接到反相输入端是负反馈。
反馈的其他分类
1.直流反馈和交流反馈——反馈的信号直流反馈：反馈信号是直流分量的称为直流反馈，直流反馈用于稳定静态工作点。交流反馈：反馈信号是交流分量的称为交流反馈。有时反馈信号中既含有直流分量又含有交流分量。
一、开环、闭环、反馈ห้องสมุดไป่ตู้概念
1、定义
集成运放有两个输入端，一个输出端。当输出端和输入端之间不外接电路，即两者之间在外部是断开的，这称为开环状态当用一定形式的网络（如R、C等）在外部将它们连接起来，这称为闭环状态，又称为反馈状态。
反馈在电和非电领域都得到了广泛的应用。通常自动控制和自动调节系统都是基于反馈原理构成的；在放大电路中适当引入反馈、可以改善放大电路的性能