第9章 运算放大器
吕国泰《电子技术》第9章-非电量电侧技术精选全文
18
第二节 温度传感器
2.伏安特性U ＝ƒ（Ⅰ）
在稳定状态下，通过热敏电阻的电流I与其 两端之间的电压U的关系。
19
第二节 温度传感器
注意：当热敏电阻的电流很小时其伏安特性 符合欧姆定律，是曲线的线性上升段；当电流 增大到一定值时，引起热敏电阻自身温度升高， 出现了负阻特性，即虽电流增大电阻却减小， 端电压反而下降。因此，在具体使用中，应尽 量减小通过热敏电阻的电流，以减小自热效应 的影响。
输入特性 基本性能：
输出特性
（一）静态特性
静态特性 动态特性 静态特性 动态特性
1.定义—— 被测量的各个值处于稳态或随
时间非常缓慢地变化的状态下，传感器输出 与输入信号之间的关系。
2.表示方式：曲线、数学表达式、表格。
7
第一节 非电量电侧技术概述
3.衡量静态特性的主要参数
(1)测量范围：各种传感器都有一定测量范围， 超过规定的测量范围，测量结果会有较大的误 差或造成传感器的损坏。
＋
E
－
第二节 温度传感器
R1
b E1
R5 RCu
R2
A a＋
R3
－
R1、R2、R3是用电阻温度系数极小的锰铜线 B
绕成，RCu是用电阻温度系数较大的铜导线绕
成，其特性与所配
27
第二节 温度传感器
在200C时，电桥平衡无需进行补偿。 当冷端温度升高时，RCu的阻值随之增大，Uab 增大；而热电偶的电动势E却减小。若Uab增加 量与E减小量相等，则热电偶输出的电压UAB的 大小将不随冷端温度变化而变化。 若冷端温度降低时，则RCu阻值减小，而E则 增大，也可使UAB的大小与冷端温度无关。 此外，还有热电偶补偿法、湿度修正法、热电 动势修正法等补偿和修正方法。
第九章运算放大电路
类型：同相求和和反相求和。
方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联 负反馈。这样输出电压与运放的开环 放大倍数无关，与输入电压和反馈系 数有关。
27
加法运算电路
1. 反相加法运算电路 ui2 ii2 R12 if RF
因虚断，i– = 0 所以 ii1+ ii2 = if
ro
＋
Avo(vp-vN)
－
vo
开环电压放大倍数高(104-107)； 输入电阻高（约几百KΩ）； 输出电阻低（约几百Ω）； 漂移小、可靠性高、体积小、重量轻、价格低 。
8
四 电压传输特性 uo= f (ui)
uo 近似特性 U＋
-Uds
实际特性
O Uds up-un
-U-
分三个区域： ①线性工作区：
)u
ui1 u R21
ui2 u R22
i
0
ui1 ui2
u
R22 R21 R22
ui1
R21 R21 R22
ui 2
RF
R1
–
u+ + +
R21
+ uo –
R22 平衡电阻：
R21 // R22 = R1 // RF
uo
(1
RF R1
)( R22 R21 R22
ui1 ii1 R11
– +
+
+ R2
R2= R11 // R12 // RF
uo –
若 R11 = R12 = R1
则：uo
若 R1 =
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
北京交通大学模拟电子技术习题及解答第九章理想运算放大电路及应用
第九章理想运算放大电路及应用9-1．填空（1）理想集成运放的A od= ，r id= ，r od= ，K CMR= 。
（2）运算放大器组成运算电路必须引入反馈，在电压比较器中则应。
（3）欲实现电压放大倍数Au=-100应该选用电路。
（4）欲实现电压放大倍数Au=+100应该选用电路。
（5）比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地。
答案：（1）∞，∞，0，∞。
（2）负反馈，开环或加入正反馈。
（3）反相比例放大电路。
（4）同相比例放大电路。
（5）反相。
9-2．判断下列说法是否正确。
（1）运算电路中集成运放一般工作在线性区。
（）（2）反相比例运算电路输入电阻很大，输出电阻很小。
（）（3）虚短是指集成运放两个输入端短路。
（）（4）同相比例运算电路中集成运放的共模输入电压为零。
（）（5）单限比较器的抗干扰能力比迟滞比较器强。
（）（6）无源滤波电路带负载后滤波特性将发生变化。
（）（7）因为由集成运放组成的有源滤波电路往往引入深度电压负反馈，所以输出电阻趋于零。
（）(8)由于有源滤波电路带负载后滤波特性基本不变，即带负载能力强，所以可将其用作直流电源的滤波电路。
（）（9）无源滤波器不能用于信号处理。
（）（10）按照将积分运算电路置于集成运放的负反馈通路中就可实现微分运算的思路，将低通滤波电路置于集成运放的负反馈通路中就可实现高通滤波。
（）答案：（1）对；在运算电路中，为使集成运放工作在线性区，一定要引入负反馈，只有在引入深度负反馈的条件下，输出电压与输入电压运算关系才几乎仅仅决定于反馈网络和输入网络。
（2）错；反相运算电路输入电阻与反相输入端所接电阻大小有关。
（3）错；“虚短”的含义不是说两个端短路，而是指两个端电位近似相等。
（4）错；同相比例运算电路输入单端输入模式。
（5）错；迟滞比较器的抗干扰能力强于单限比较器。
（6）对；本题考查是否理解“有源”和“无源”滤波电路的特点。
有源滤波电路有其局限性，主要表现在：一是频率响应受组成它的晶体管、集成运放频率参数的限制。
集成 放大器
第一节 心脏除颤仪
再次观察除颤效果，是否恢复窦性心律， 以及神志、生命体征、皮肤情况，若恢复 窦性心律， 给予持续心电监护。
8. 协助病人取适宜体位，清洁皮肤，安慰 病人，整理床单位。
9. 关闭电源，开关置OFF位置，清洁电极 板和仪器，充电备用。洗手、记录。
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9.2 放大电路中的负反馈
9. 2. 1反馈的基本概念
1.反馈的概念 前面各章讨论放大电路的输人信号与输出信号间的关系时.只
涉及输人信号对输出信号的控制作用.这称做放大电路的正向 传输作用。然而.放大电路的输出信号也可能对输人信号产生 反作用。简单地说.这种反作用就叫做反馈。 引入反馈的放大电路称为反馈放大电路.它由基本放大电路、 反馈网络、输出取样、输人求和四部分组成一个闭合环路.称 为反馈环路只有一个反馈环路组成的放大电路.称为单环反馈 放大电路.如图9-4所示。其中.x1是输人信号;x0是输出信 号;xF是反馈信号;xID是净输人信号。这些电量可以是电压. 也可以是电流。
R波无关，放电由人工控制，可发生在心
动周期的任何时期，按下放电开关即可放
电。心脏除颤仪开机后自动默认为非同步
状态，室颤、室扑急救时切记采用非同步
模式。
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第一节 心脏除颤仪
心搏骤停（sudden cardiac arrest， SCA）是临床急救医学中最紧急、最严重 的心脏急症，就心搏骤停时的ECG表现形 式而言，72％~80％以上为心室颤动。电 除颤是抢救因室颤而致心搏骤停病人最有 效的方法。而电除颤的时机是治疗心室颤 动的关键，每延迟除颤时间1min，复苏 的成功率将下降7％~10％。在心搏骤停 发生1min、5min、7min、9min、 12min分钟内行电除颤，病人存活率分别 为90％、50％、30％、10％和上一2页％下~一5页％。返回
第9章-DAC和ADC
图9.2.6
DAC——CB7520电路原理图
【例1】 下图是用CB7520和74LS161组成的波形发生器电路。已 知CB7520的VREF=-10V，试画出输出电压V0的波形，并标出波形图 上各点电压的幅度。
9.2.7
DAC——CB7520应用举例
§9.2.3 权电流型D/A转换器
在权电阻网络DAC和倒T形电阻网络DAC中的模拟开关在实 际应用中，总存在一定的导通电阻和导通压降，而且每个开关的 情况又不完全相同，所以它们的存在无疑会引起转换误差，影响 转换精度。 权电流型DAC可有效的解决这一问题。其示意图如下：
n
其中： X X n 2
n 1
X n 1 2
n2
X 1 2 Dn
0
一般的数模转换器的基本组成可分为四部分，即：电 阻译码网络、模拟开关、基准电压源和求和运算放大器。
图9.2.2 数模转换器原理图
目前使用最广泛的D/A转换技术有两种：权电阻网络 D/A转换和T形电阻网络D/A转换。
本章主要内容
第一节
概述
第二节
D/A转换器
第三节 A/D转换器
§9.1 概述
DAC和ADC的应用举例：
DAC和ADC的应用举例——MP3播放器：
DAC和ADC的应用举例——数字温度计：
DAC和ADC的应用举例——数字血压计：
在过程控制和信息处理中，经常会遇到一些连续变化的 物理量，如话音、温度、压力、流量等，它们的量值都是 随时间连续变化的。为了能使用数字电路处理模拟信号， 必须把模拟信号转换成相应的数字信号，方能送入数字系 统进行处理。同时，还往往要求将处理后得到的数字信号 再转换为相应的模拟信号作为最后的输出。 图9.1.1所示即为一个典型的数字控制系统框图：
第9章直接耦合放大电路和集成运算放大器
图 9 –3 集成电路剖面结构示意图 (3) 电路元件间的绝缘采用反偏的 PN 结隔离槽或二氧化硅绝缘层。
在图 9 3 中，P 型衬底往往接在电路的最低电位，元件间的 P 型隔离 槽也接向这个低电位。这样无形中构成了许多反偏的 PN 结，呈现出高达几十兆 欧姆的电阻，巧妙地把各元件隔离起来。此外，也可用二氧化硅薄层作为绝缘层。 三 、集成电路的外形封装
在硅片上制成一个元件的成本与它在硅片上占据的面积成正比。电感元件、 较大阻值的电阻和高值电容都会占用较大面积的硅片，因此，在集成电路中尽量 较少使用电容元件，不用电感和高阻值电阻。
(2) 大量使用三极管作为有源单元。 三极管占据单元面积小且成本低廉，所以在集成电路内部用量最多。三极
管单元除用作放大以外，还大量用作恒流源或作为二极管、稳压管使用，如图 9 3 中的二极管 V1 和 V2 。
第 9 章 直接耦合放大电路和 集成运算放大器
9.1 直接耦合放大电路
在测量仪表和自动控制系统中，常常遇到一些变化缓慢的低频信号（频率为 几赫兹至几十赫兹，甚至接近于零）。采用阻容耦合或变压器耦合的放大电路是 不能放大这种信号的。 因为在阻容耦合电路中，电容对这些信号呈现的阻抗极 大， 信号被电容隔断，无法传输到下一级。而在变压器耦合的电路中, 信号将 被变压器原边线圈的低阻所短路，也无法耦合到副边去。因此，放大这类变化缓 慢的信号，只能用直接耦合放大电路。
集成运放的外部引出端子有输入端子、输出端子、连接正负电源的电源端子、 失调调整端子、相位校正用的相位补偿端子、公共接地端子和其他附加端子。图 9 6 给出了集成运放 F007 的外引线图，图中包括输入端子、输出端子、电 源端子和失调调整端子。对于不同的产品，其外部引出端子的排列可以从产品说 明书上查阅。 本书的附录Ⅵ示出了常用的一些国产集成运放的引线排列图，供 使用时参考。 二、集成运放的主要性能指标
第9章 信号的运算与处理电路
R3 u− = u+ = ui 2 R2 + R3
if R1 ii ＋ R2 ui1 ＋ － ui2 －
RF
ii = i f
ui 1 − u− ii = R1 u− − uo if = RF RF R3 RF uo = (1 + ) ui 2 − ui 1 R1 R2 + R3 R1
＋ uo R3 －
典型电路
比例运算电路 加法运算电路 减法运算电路 积分运算电路 微分运算电路
例
电路如图所示。 电路如图所示。设运放是理想的， 设运放是理想的，电 容器C上的初始电压为零。 上的初始电压为零。
300kΩ 100kΩ
ui1
100kΩ
_ ∞ +
A1 +
∆
+
100kΩ
_ ∞ +
A3 +
∆
uo1
uo
100μF
ii ＋ ui －
＋
－ ＋ uo －
dui uo = − RC dt
if uC ＋ － C R2 ＋ uo － RF
ui
t ii ＋ ui － uo
t
当输入电压为阶跃信号时， 当输入电压为阶跃信号时，输出电压为尖脉冲。 输出电压为尖脉冲。
小结
集成运算放大器的线性应用 集成运放怎样才能实现线性应用？ 集成运放怎样才能实现线性应用？ 加负反馈 分析依据？ 分析依据？ 虚短 虚断
IS -UEE
输入级 要求： 要求： 尽量减小零点漂移,尽量提高 KCMRR , 输入阻抗 ri尽可能大。 尽可能大。
T4 反相端 u－
－ ＋
+UCC uo
T3 T1 T2
T5
第九章 AD、DA转换
采样、保持、 采样、保持、量化和编码
一般前两步由采样保持电路完成，量化编码由ADC来完成。 来完成。 一般前两步由采样保持电路完成，量化编码由ADC来完成
对于n位输出二进制码，并行ADC就需要个比较器 显然， 对于n位输出二进制码，并行ADC就需要个比较器。显然， 就需要个比较器。 随着位数的增加所需硬件将迅速增加， >4时 并行ADC较 随着位数的增加所需硬件将迅速增加，当n>4时，并行ADC较 复杂，一般很少采用。因此并行ADC适用于速度要求很高 适用于速度要求很高， 复杂，一般很少采用。因此并行ADC适用于速度要求很高，而 输出位数较少的场合。 输出位数较少的场合。
与之接近的离散数字电平，这个过程称作量化 与之接近的离散数字电平，这个过程称作量化。 量化。 由 零 到 最 大 值 （ MAX ） 的 模 拟 输 入 范 围 被 划 分 为 1/8 ， 2/8……7/8共23-1个值，称为量化阶梯。 ……7 个值，称为量化阶梯 量化阶梯。 而相邻量化阶梯之间的中点值1 16， 16……13/16称为 称为比较 而相邻量化阶梯之间的中点值 1/16 ， 3/16……13/16 称为 比较 电平。 电平。
采样后的模拟值同比较电平相比较，并赋给相应的量化阶梯值。例如， 采样后的模拟值同比较电平相比较， 并赋给相应的量化阶梯值 。例如， 采样值为7 32MAX，相比较后赋值为2 MAX。 采样值为7/32MAX，相比较后赋值为2/8MAX。 把量化的数值用二进制数来表示称作编码 把量化的数值用二进制数来表示称作编码。 编码有不同的方式。例如上述的量化值2/8MAX，若将其用三位自然加权 编码有不同的方式。例如上述的量化值2/8MAX， 二进制码编码，则为010。 二进制码编码，则为010。
北大集成电路版图设计课件_第9章集成电路版图设计实例
22
9.5静电保护电路设计实例
到电路
1.MOS管型静电保护
NMOS GND
P管与N管距离 要远，防闩锁
PAD
VCC
PMOS
23
9.5静电保护电路设计实例
2. 二极管型静电保护
到电路 衬底和 N+构成 的二极管
GND
二极管 标识层
PAD
VCC N阱中的 P+和N+ 构成的二 极管
24
9.5静电保护电路设计实例
8
1:8比例PNP管对称设计
43
9.7带隙基准源版图实例
寄生PNP双极型晶体管版图设计
虚拟管 虚拟管
1
虚拟管
虚拟管
4
1:4比例PNP管对称设计
44
9.7带隙基准源版图实例
寄生PNP双极型晶体管版图设计
1:4比例PNP管对称设计 1:8比例PNP晶体管版图
45
9.7带隙基准源版图实例
对称电阻版图设计
26
9.5静电保护电路设计实例
电源静电保护
栅电容
泄放管
GND
VCC
27
9.5静电保护电路设计实例
二级保护
VCC 二级保护 PAD 限流电阻 二级限流电阻
28
9.5静电保护电路设计实例
二级保护
至内部电路 VCC GND
二级限流电阻
一级保护
29
9.6运算放大器版图设计实例
原理图
VCC Q8 Q3 Q6
垂直走向MOS管结构 水平走向MOS管结构
6
9.2 数字版图设计实例
1.反相器-并联反相器的版图
直接并联
共用漏区
7
电路基础与集成电子技术-第9章习题解答
第9章 集成振荡电路习题解答【9-1】判断下列说法是否正确。
1.只要具有正反馈，电路就一定能产生振荡。
（ 否，还要看幅度平衡条件。
）2.只要满足正弦波振荡电路的相位平衡条件，电路就一定振荡。
（ 否，还要看幅度平衡条件。
）3.凡满足振荡条件的反馈放大电路就一定能产生正弦波振荡。
（ 否，需要有选频网络。
）4.正弦波振荡电路自行起振荡的幅值条件是1=F A 。
（ 否，应1AF> ） 5.正弦波振荡电路维持振荡的条件时F A =-1。
（ 否）6.在反馈电路中，只要有LC 谐振电路，就一定能产生正弦波振荡。
（ 否，还需 要有正反馈）7.对于LC 正弦波振荡电路，若已满足相位平衡条件，则反馈系数越大越容易起振。
（ 是，反馈系数决定振荡的幅度条件）【9-2】在题图9-2所示的三个电路中，应如何进一步连接，才能成为正弦波振荡电路？ 解：图(a)，①接④；②接⑤；③接地。
图(b)，①接⑤；②接⑥；⑦接④；③接⑧。
图(c)，①接④；②接⑤；③接⑥。
o④③EE+V 21L L C(b)④③L(c)图9-2 题9-2电路图【9-3】为了使题图9-3中各电路能够产生正弦波振荡，请将图中j、k、m、n、 p各点正确连接。
+VCC+VCC332kp2(a)图9-3 题9-3电路图解：正确连线分别见解图9-3中的(d)、(e)、(f)，晶体呈电感性。
+V CCC32解图9-3 题9-3的解【9-4】根据相位平衡条件判断题图9-4所示各电路是否能产生正弦波振荡？并说明理由。
图中的二极管有何作用?u o图9-4 题9-4电路图解：此电路是RC文氏桥振荡器，R w调节电路增益略大于3，保证起振和不产生大的失真。
二极管VD1、VD2起稳幅作用。
当振幅增大时，二极管因非线性正向导通电阻减少，负反馈增强，限制了振幅继续增长；反之，当振幅减少时，二极管因非线性正向导通电阻加大，负反馈减弱，防止振幅继续下降，起到自动稳幅的作用。
【9-5】电路如题图9-5所示。
第9章 集成运算放大器
输入级一般采用具有恒流源的双输入端的差分放大 电路，其目的就是减小放大电路的零点漂移、提高输入 阻抗。 中间级的主要作用是电压放大，使整个集成运算放 大器有足够的电压放大倍数。 输出级一般采用射极输出器，其目的是实现与负载 的匹配，使电路有较大的功率输出和较强的带负载能力。
偏置电路的作用是为上述各级电路提供稳定合适的偏 置电流，稳定各级的静态工作点，一般由各种恒流源电路 构成。 图9-2所示为 LM 741集成运算放大器的外形和管脚图。 它有8个管脚，各管脚的用途如下: (1)输入端和输出端
第二级为反相电路，则有 R21= RF =100 kΩ 平衡电阻为 Rb2= RF∥R21 =100∥100=50 kΩ
三、减法运算电路
如果两个输入端都有信号输入，则为差分输入。差 分运算在测量和控制系统中应用很多，其放大电路如图 9-12所示。 根据叠加原理可知，uo为ui1和ui2分别单独在反相 比例运算电路和同相比例运算电路上产生的响应之和， 即
四、微分运算电路和积分运算电路
1.微分运算电路 微分运算电路如图9-13（ a）所示。依据 u u ≈0，可得 iR=iC 所以
d(ui u ) u uo C dt，因此称为微分运算电路。 在自动控制电路中，微分运算电路不仅可实现数学 微分运算，还可用于延时、定时以及波形变换。如图913（ b）所示，当ui为矩形脉冲时，则uo为尖脉冲。
（2）集成运算放大器同相输入端和反相输入端的输 入电流等于零（虚断）因为理想集成运算放大器的 rid→∞，所以由同相输入端和反相输入端流入集成运算 放 大器的信号电流为零，即 i i ≈0
u u
图9-3 理想集成运算放大器 的符号
图9-4 集成运算放大器的电 压传输特性
1309 检测A9-传感器信号调理电路(1).
ui
R1 R’
_ + +
uo
质量与安全工程学院
QS
第9章 信号调理电路(1)
9.1 信号放大与隔离 (4) 差动放大器
ui2 RF
复习_补充
i- =0
ui1
R1 R1
_ + +
RF
uo
uo R1 + ui2 RF u- = R1 + RF i+ =0 ui1RF u+ = R + R 1 F u- = u+ uo R1 + ui2 RF R1 + RF = ui1RF R1 + RF
uo ui ui RF R1 RF uo (1 )ui R1
质量与安全工程学院
QS
第9章 信号调理电路(1)
9.1 信号放大与隔离
复习_补充
同相比例运算放大器输入电阻： RF
ui
Rf RP
_ + +
uo
输入电阻(大): Ri=
• 运算放大器输入端有共模信号
• 运算电路输入电阻很大
质量与安全工程学院
QS
第9章 信号调理电路(1)
9.1 信号放大与隔离
虚短、虚断、虚地
理想运放工作于线性区： uo Aod (u u )
复习_补充
u+ u-
i+
+ -
A
uo
而Aod , uo为有限值, 所以， (u u ) 0, 故 u u
i-
“虚短”：运放的同相输入端和反相输入端的电位“无 穷”接近，好象短路一样，但却不是真正的短路。
第9章 DA和AD转换总结
第八章D/A和A/D转换基本内容：D/A转换和A/D转换的基础知识，D/A转换芯片0832和A/D转换芯片0809的应用。
基本要求：了解D/A转换的基础知识；掌握0832和0809的结构及使用重点内容：D/A转换和A/D转换的工作原理难点内容：0832和0809的工作方式。
在自动化领域中，常常通过微型计算机对客观事物的变化信息进行采集、处理、分析和实时控制。
客观事物变化的信息有温度、速度、压力、流量、电流、电压等一些连续变化的物理量。
而计算机只能处理离散的数字量，那么这些模拟信号如何变化才能被计算机接收并可进行处理的数字量呢？计算机输出的是数字量，但大多数被控设备不能直接接收数字信号，所以还需将计算机输出的数字信号转化成为模拟信号，去控制或驱动被控设备，那么这些数字信号又是如何变化成模拟信号的呢？对一个控制系统要从以下三方面考虑问题。
图1 一个包含A/D和D/A转换环节的控制系统1. 传感器温度、速度、流量、压力等非电信号，称为物理量。
要把这些物理量转换成电量，才能进行模拟量对数字量的转换，这种把物理量转换成电量的器件称为传感器。
目前有温度、压力、位移、速度、流量等多种传感器。
2. A/D转换器(Analog to Digital Converter, ADC)把连续变化的电信号转换为数字信号的器件称为模数转换器，即A/D转换器。
3. D/A转换器(Digital to Analog Converter, DAC)把经过计算机分析处理的数字信号转换成模拟信号，去控制执行机构的器件，称为数模转换器，即D/A转换器。
可见，D/A转换是A/D转换的逆过程。
这两个互逆的转换过程以及传感器构成一个闭合控制系统，如图1所示。
第一节数模转换一、D/A转换器的工作原理D/A转换器是指将数字量转换成模拟量的电路。
数字量输入的位数有8位、12位和16位等，输出的模拟量有电流和电压两种。
D/A转换器工作原理D/A转换器用于将数字量转换成模拟量。
集成运算放大器教案
集成运算放大器教案第一章：集成运算放大器的概述1.1 教学目标1. 了解集成运算放大器的基本概念；2. 掌握集成运算放大器的主要参数；3. 理解集成运算放大器的作用和应用。
1.2 教学内容1. 集成运算放大器的定义；2. 集成运算放大器的主要参数；3. 集成运算放大器的作用和应用。
1.3 教学方法1. 讲授法：讲解集成运算放大器的概念、参数和作用；2. 案例分析法：分析集成运算放大器在实际电路中的应用。
1.4 教学步骤1. 引入：讲解集成运算放大器的定义；2. 讲解：介绍集成运算放大器的主要参数；3. 应用：分析集成运算放大器的作用和应用；4. 总结：强调集成运算放大器在电路设计中的重要性。
第二章：集成运算放大器的电路符号与性质2.1 教学目标1. 掌握集成运算放大器的电路符号；2. 理解集成运算放大器的主要性质；3. 学会分析集成运算放大器的基本电路。
2.2 教学内容1. 集成运算放大器的电路符号；2. 集成运算放大器的主要性质；3. 集成运算放大器的基本电路分析。
2.3 教学方法1. 讲授法：讲解集成运算放大器的电路符号和性质；2. 示例分析法：分析集成运算放大器的基本电路。
2.4 教学步骤1. 引入：讲解集成运算放大器的电路符号；2. 讲解：介绍集成运算放大器的主要性质；3. 分析：分析集成运算放大器的基本电路；4. 总结：强调集成运算放大器性质在电路分析中的应用。
第三章：集成运算放大器的应用之一——放大器电路3.1 教学目标1. 掌握放大器电路的基本原理；2. 学会设计放大器电路；3. 了解放大器电路的应用。
3.2 教学内容1. 放大器电路的基本原理；2. 放大器电路的设计方法；3. 放大器电路的应用。
1. 讲授法：讲解放大器电路的基本原理；2. 设计实践法：指导学生设计放大器电路；3. 案例分析法：分析放大器电路的应用。
3.4 教学步骤1. 引入：讲解放大器电路的基本原理；2. 设计：指导学生设计放大器电路；3. 应用：分析放大器电路在实际电路中的应用；4. 总结：强调放大器电路在电路设计中的重要性。
电子技术基础数字部分(第五版)(康华光)第9章说课讲解
输出与2的补码 NB成正比
9.1 D/A转换器
9.1.5 D/A转换器的主要技术指标
1. 分辨率 分辨率是D/A转换器对输入微小量敏感程度的表征。定义为D/A转换 器模拟输出电压能被分离的等级数。n位DAC有2n个模拟输出电压。
D/A转换器的位数越多，分辨率越高，实际应用中，往往用输入 数字量的位数表示D/A转换器的分辨率。 2、转换精度 转换精度：转换精度是指对给定的数字量，D/A转换器实际值与理论 值之间的最大偏差。 产生原因：由于D/A转换器中各元件参数值存在误差，如基准电压不 够稳定或运算放大器的零漂等各种因素的影响。 几种转换误差：比例系数误差、失调误差和非线性误差等。
i0
则：vO = – K NB
在电路中输入的每一个二进制数NB，均能得到与之成正比的模拟电 压vO输出。
9.1 D/A转换器
9.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
2. 集成D/A转换器
AD7533D/A转换器——10位CMOS电流开关型D/A转换器
AD7533使用说明： ①. 要外接运放。 ②. 运放的反馈电阻可使用内部电阻，也可采用外接电阻。
概述
温度控制实例
温度 变送器
A/D 转换器
数字 80H D/A
计算机
转换器
2.5V
染色锅
T℃
热电偶
电动阀 蒸汽
t
当D/A输出5V时，电动阀全部打开，蒸汽进量最大；当D/A输出0V时
，电动阀全部关闭，蒸汽进量为0；电动阀开度与控制电压成正比。
9.1 D/A转换器
9.1.1 D/A转换的基本原理
数 / 模( D/A )转换器：将数字量转换 为与之成正比模拟量的电路。
9.1 D/A转换器
运算放大器作用通俗讲解
运算放大器作用通俗讲解
运算放大器（简称“运放”）是一种具有很高放大倍数的电路单元。
在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器，其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。
由于早期应用于模拟计算机中用以实现数学运算，因而得名“运算放大器”。
通俗来说，运算放大器就像一个“转换器”或者“处理器”，能够把输入的信号按照一定的规则和算法进行放大、缩小、相加、相减等处理，并将结果输出。
它广泛应用于各种电子设备中，例如音响设备、通信设备、传感器等等。
通过使用运算放大器，人们可以更好地控制和调节电子设备的性能和参数，使其满足各种不同的需求。
具体来说，运算放大器的作用有很多种，例如：
1.放大信号：运算放大器可以将输入的微弱信号放大成较大的
信号，使其能够满足后续电路的需求。
2.比较信号：将两个信号进行比较，输出一个二进制信号（例
如高电平或低电平），类似于一个比较器。
3.积分和微分：运算放大器可以对输入的信号进行积分和微分
运算，输出一个与输入信号成比例的时间函数。
4.滤波：通过对输入信号进行滤波处理，可以滤除不必要的噪
声和干扰，提取出有用的信号成分。
5.振荡和调制：运算放大器可以用于产生振荡信号和调制信号，
用于各种频率合成和调制解调的应用。
总之，运算放大器是一种非常重要的电子元件，在各种电子设备和系统中得到了广泛的应用。
通过了解和掌握运算放大器的原理和作用，人们可以更好地设计和应用各种电子系统，提高其性能和稳定性。
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输入信号
差模输入
两个输入信号大小相等,极性相反,即ui1= ui2 , 称为差模输入。
共模输入
两个输入信号大小相等,极性相同,即ui1= ui2 , 称为共模输入。
零点漂移的抑制
Δuo1
ui1 = ui2 = 0
Δuo Δuo2
差模电压放大倍数 共模电压放大倍数 共模抑制比 差模电压放大倍数与共模电压放
2、集成运放的电压传输特性
指开环应用时输出电压与输入电压的关系曲线：
+Uo(sat) uo
线性区
正饱和区
ud = u+－u-
可见，集成运放 有两个工作区： 线性区、饱和区
-Uo(sat)
工作在线性区时：uo Ao(u u) 工作在饱和区时：
负饱和区
u u
时，uo
U o
u u
时，uo
U o
原理。
集成电路简介
集成电路：用一定的生产工艺把整个电路中的 元器件及它们之间的连线制作在一块半导体芯 片上，构成具有特定功能的电子电路。
特点：工作稳定，使用方便，体积小，重量轻， 功耗小，实现了元件、电路和系统的统一。
集成电路
数字集成电路 模拟集成电路：集成运算放大器
8.1 集成运算放大器概述
一、 集成运算放大器的特点及组成 集成运算放大器是一种具有高放大倍数的直 接耦合放大器，是一种常用的模拟集成电路。 特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸
之间无外加回路(称开环)时，输出电压与输入电压的
比值。 是决定运放运算精度的主要因素。越大越好。
2)最大输出电压 Uomax： 能使输出和输入保持不失
真关系的最大输出电压。
3)输入失调电压 UIO
4)输入失调电流 IIO 愈小愈好
5)输入偏置电流 IIB 6)共模输入电压范围 UICM 7)共模抑制比KCMR
+UCC
输出端 T4
+
T5
3
uo
输出级 -UCC
集成运放的输入级——差动放大器
基本差放的电路组成
由两个对称的 单管共射放大 电路组成
输入方式
双端输入：信号由两个输入端之间输入。ui=ui1-ui2
单端输入：信号由一端输入，另一端接地。
ui=ui1；ui2=0
输出方式
双端输出：信号由两个输出端之间输出。uo=uo1-uo2 单端输出：信号由某一端对地输出。uo=uo1
中间级：主要作用是进行电压放大，又称电压放大 级。常采用一级或多级共射放大电路构成。
输出级：要向负载提供一定的功率，要求输出阻抗 小，带负载能力强。
偏置电路：为各级提供合适的偏置电流。
二、 集成运放的工作原理
反相 输入端
1
ui
T1 T2
2
同相 输入端
IS 输入级
VD1 VD2
VD3 VD4
T3
中间级
A uo 很大: 104 ~ 107 ri 高: 几十k 几百k ro 小：几十 ~ 几百 KCMR （共模抑制比）很大
组成： 由四个基本部分组成
u输入级
u+
中间级
uo 输出级
偏置电路
集成运放的组成
输入级：集成运放的关键部分，要求其输入电阻高， 能减小零点漂移和抑制干扰信号,常采用差 动放大电路。
1、反馈的定义和表示法
净输入信号
输出信号
Xi +
Xd
输入信号 –+ Xf
反馈信号
基本放大 电路Ao
反馈
电路F
Xo
反馈系数
2负号反基正、反削馈本反负馈弱放放馈反：净大大：馈X输电电X放f和入f路路和号大X信的X增电i极A号i三极强路o性。个性净的相XX环相输一反do节同入般使：使信表X反X号达d减馈d。增式小电大，路，反F反馈馈信XX信of 开环放大倍数 比较环节 Xd Xi Xf
引入反馈后，反馈放大电路的放大倍数称为闭环放
大倍数，用Af表示，则反馈放大电路的基本关系式：
.
.
.
Af
Xo
.
Xi
Xo
.
.
Xd Xf
Ao Xd
.
.
Xd F X o
Ao
.
1 F
X
.
o
Ao 1 FAo
由上式可知Af Ao
Xd
引入负反馈后，闭环放大倍数下降。
Af Ao Ao Ao 1 FAo
第八章 集成运算放大器
8.1 集成运算放大器概述 8.2 运算放大电路中的负反馈 8.3 运算放大器在信号运算方面的应用 8.4 运算放大器在信号处理方面的应用
本章要求：
1、了解集成运放的基本组成、特点、电压传 输特性和主要参数。
2、理解反馈的概念，了解反馈的类型。 3、掌握理想运算放大器的分析方法。 4、重点:用集成运放组成的比例、加、减、微 分和积分电路。 5、理解用集成运放组成的电压比较器的工作
大倍数之比
运放外形：
双列直插式
圆壳式
1
5
2
6
81
3
748Fra bibliotek2－反相输入端，输出与输入反相
3－同相输入端，输出与输入同相
4－负电源端
7－正电源端
6－输出端 1和5－外接调零电位器 8－空端
u- 。
u
。
+
运放的符号： +UCC
Ao
+
。uo
+
－UEE
三、集成运放的特性 1、主要参数
1) 开环差模电压增益 Ao：指运放输出端与输入端
Uo+、Uo-的绝对值分别小于正负电源值
四、理想运算放大器及其分析依据
1、理想运算放大器 Ao ，KCMR ，rid ，ro 0
2、理想运放的电路符号和电压传输特性
Uo +
uo
u- 。
u
。
+
+ +
u。o
ud = u+－u-
Uo -
3、理想运放工作在线性区时的分析依据
uu+
ii+
+
∞
+
。 ① “虚短”：差模输入电压约等
② “虚断”：输入电流约 等于 0，即 i+= i－= 0
∵ rid＝
∴ i ui 0 rid
两个输入端的电流视为0，好像输入端与运放断开 一样，称为“虚断”。
8.2 放大电路中的负反馈
一、反馈的基本概念
反馈：指将输出量（电压或电流）的一部分 或全部，通过一定的电路（反馈网络）引回 到输入端，来影响输入量（电压或电流）的 一种过程。
uo 于 0，即 u+= u－
Ao uo u u
u u uo Ao
∵ Ao = ，uo为有限值 ∴u＋－u－ =0
可以认为集成运放的两个输入端电位相等，象短接
一样，称为“虚短”。
如果运放的同相端接地 u , 0 则反相输入端近似等于“地”电位u u ，0称 虚地。
uu+
ii+
+
∞
+
。uo
1 FAo 1
1 AoF ——反馈深度
反映了负反馈的强弱程度。
1 FAo 越大，Af 越小，反馈越 强烈。
若 AoF 1 称为深度负反馈，此时：
1 Af F
在深度负反馈的条件下，闭环放大倍数
Af取决于反馈系数F，与开环放大倍数Ao
无关。
二、 负反馈的类型