集成运算放大器的基础知识 图解ppt

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第4章集成运算放大器ppt课件46页PPT

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第四章 集成运算放大器
电路结构
模拟输入信号
模拟开关 控制信号
电压跟随器
采样存储 电容
用于数据采集、模数转换、数字电路、计算机控制等。
第四章 集成运算放大器
工作原理
采样脉冲 输出电压 输入电压
① 采样状态: uG为高电平, 场效应管导通,uI对 存储电容C充电, uO= uC = uI 。 ② 保持状态: uG为低电平,场效应管截止,输出 电压保持前面采样的值不变。
u uI3uI4uO R R3 R4 RF
第四章 集成运算放大器
由于 u–≈ u+= 0,且调节R5,使R+=R-
可得 如果
uORF(u R I11u RI22u RI33u RI44)
R 1 R 2 R 3 R 4 R F R
可以实现普通的加减运算
u O (u I 1u I) 2 (u I3 u I) 4
电压增益的模为
Au
1 RF R1
1 ( ω )2 ωH
Au0 1 ( ω )2
ωH
当ω 当ω
0时, Au Au0 1
ωH时,
Au
1 2
Au0
RF
R1 电路使频率小于H
的信号通过 ,抑制大于
当ω 时, Au 0
H的信号,称为有源低
通滤波器。
第四章 集成运算放大器
第四章 集成运算放大器
集成运放能组成各种运算放大器,当输入 电压变化时,输出电压将按一定的数学规律变 化,反映输入电压的某种运算结果。这时,集 成运放工作在线性区,利用外接反馈网络实现 各种数学运算。
第四章 集成运算放大器
一、反相比例运算放大器
电路组成 平衡电阻 R2 = R1 // RF

第4章-掌握集成运算放大器ppt课件(全)全篇

第4章-掌握集成运算放大器ppt课件(全)全篇

2 B
B1 B2
☆ 输入偏置电流IB是衡量差动管输入电流绝对值大小的标志
4.1.3 集成运放大器的主要参数
1. 输入误差特性
➢ 输入失调电流IOS
定义:零输入时,两输入偏置电流IB1、IB2之差称为输入失调电流, 即IOS =|IB1IB2|。
IOS反映了输入级差动管输入电流的对称性,一般希望IOS越小越好。 普通运放的IOS约为1nA0.1A。
✓UIO = 0、IIO = 0、 UIO = IIO = 0;
✓输入偏置电流 IIB = 0; ✓- 3 dB 带宽 fH = ∞ ,等等
4.1.4 集成运放的理想化模型
2. 理想运放的工作特性
理想运放的电压传输特性如图10-5所示。它分为线性区和非线
性区。
➢线性区
当理想运放工作于线性区时,VO=Ad(VPVN), 而Ad,因此VP VN) =0、VP=VN,又由输入电阻 Rid可知,流进运放同相输入端和反相输入端的
uO
+UOP
P
理想特 性
电流IP、IN为IP = IN =0;可见,当理想运放工作于线 性区时,同相输入端与反相输入端的电位相等,流 进同相输入端和反相输入端的电流为0。 IP = IN =0就 是VP和VN两个电位点短路,但是由于没有电流, 所以称为虚短路,简称虚短;而IP = IN =0表示流过 电流IP 、 IN的电路断开了,但是实际上没有断开, 所以称为虚断路,简称虚断。
4.1.3 集成运放大器的主要参数
2. 开环差模特性参数
➢-3dB带宽
定义:输入正弦小信号时, Aod是频率的函数,随着频率的增 加而下降。当下降3dB时所对应的信号频率称为-3dB带宽。一般运 放的-3dB带宽为几Hz几kHz,宽带运放可达到几MHz。

第06章集成运算放大器ppt

第06章集成运算放大器ppt

图6-10 输入保护电路
(2)输出保护
图 6-11 所示为输出端保护电路,限流电 阻 R 与稳压管 VZ构成限幅电路,它一方面将 负载与集成运放输出端隔离开来,限制了运 放的输出电流,另一方面也限制了输出电压 的幅值。当然,任何保护措施都是有限度的, 若将输出端直接接电源,则稳压管会损坏, 使电路的输出电阻大大提高,影响了电路的 性能。
图6-11 输出保护电路
(3)电源端保护
为防止电源极性接反,可利用二极管的
单向导电性,在电源端串接二极管来实现保
护,如图 6-12 所示。由图可见,若电源极性
接错,则二极管VD1、VD2不能导通,使电源
被断开。
图6-12 电源端保护源自二、 电路符号及基本连接2脚 —反向输入端, 3脚 —同向输入端, 4脚— 负电源端, 5 、 1间接调零电位器 6脚—输出端, 7脚 —正电源端,8脚—空脚(NC)。 使用时,先调零: 将V- 、 V+端同时接地(即令Ui=0),调RP ,使U0 =0, 使U0 =0后, RP不再变动, 这样,使用时,电路抑制共模信号的能力最强。 VNC
第六章
集成运算放大器
§6.1 集成运算放大器
§6.1.1 集成运算放大器的基本组成
集成运算放大器实质上是一个具有高 电压放大倍数的多级直接耦合放大电路。 从 20 世纪 60 年代发展至今已经历了四代产 品,类型和品种相当丰富,但在结构上基 本一致,其内部通常包含四个基本组成部 分:输入级、中间级、输出级以及偏置电 路,如图6-7所示。
R1
Rf R1
ui u i ii ui uo ui R2 Rf Auf 1 Rf R2
ui ui R2 ii if
uo

第11章集成运算放大器精品PPT课件

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结论:反相输入端为 “虚地”。
注意 当反相输入端接地
R1
时, 因为存在负反馈信号, 同
相输入端 不是“虚地”!ui
R2
RF 第11章 11.1
uo
RF
uo
第11章 11.1
运放工作在线性工作状态的必要条件: 运放必须加上深度负反馈,如RF。
3.理想运放非线性工作的分析依据
“虚断路”原则
ii
ii
=
ui rid
(2) “虚短路”原则
ui = u+ – u-= —Au–ouo

ui
+ uo
+
对于理想运放 Auo ui 0
u– u+ 相当于两输入端之间(虚)短路
(3) “虚地”的概念
当同相输入端接地时,
ui
R1
由“虚断路”原则 ii = 0 , 有 u+= 0
R2
由“虚短路”原则 u_ u+ = 0
第11章 目录
第11章 集成运算放大器
11.1 运算放大器的简单介绍
11.3 运算放大器在信号运算方面的应用
11.4 运算放大器在信号处理方面的应用
11. 1 运算放大器的简单介绍
集成运放概述
第11章 111
集成运放是具有高开环电压放大倍数,并带有深度负反馈的 的直接耦合放大器。
1. 电路符号
反相 输入端
= 1 + RRF1 R2R+3R3 ui2
R3
uo = u'o + u"o = 1+ RRF1RR2+3R3ui2- RRF1 ui1
第11章 11.3
u o''

集成运算放大器的基础知识图解课件

集成运算放大器的基础知识图解课件

选择合适的集成运算放大器
01
02
03
04
根据应用需求选择合适的类型 和规格。
考虑集成运算放大器的性能参 数,如带宽增益积、精度、噪
声等。
考虑集成运算放大器的功耗和 散热性能。
考虑集成运算放大器的封装形 式和引脚排列,以便于电路设
计和连接。
05 集成运算放大器的常见应 用电路
反相比例运算电路
总结词
02 集成运算放大器的基本结 构与工作原理
差分输入级
差分输入级是集成运算放大器 的核心部分,负责将差分输入 信号转换为单端输出信号。
它通常由两个对称的晶体管组 成,能够有效地抑制温漂和减 小噪声干扰。
差分输入级的作用是提高放大 器的输入电阻和共模抑制比, 从而提高信号的信噪比。
电压放大级
电压放大级是集成运算放大器中 用于放大输入信号的级,通常由
微分电路
总结词
微分电路是一种将输入信号进行微分运算的 电路,通常用于测量变化快速的物理量。
详细描述
在微分电路中,输入信号通过电阻R1和电 容C加到集成运算放大器的反相输入端,输 出信号通过反馈电阻RF反馈到反相输入端 。由于电容C的充电和放电过程,输出信号 与输入信号的时间导数成正比,从而实现微 分运算。微分电路常用于测量流量、振动等 变化快速的物理量。
06 集成运算放大器的使用注 意事项与故障排除
使用注意事项
避免电源电压过高或过低
集成运算放大器的正常工作电压范围 有限,过高或过低的电压可能导致器 件损坏。
输入信号幅度控制
输入信号幅度过大可能导致集成运算 放大器过载,影响性能甚至损坏器件 。
避免直流偏置
直流偏置可能导致集成运算放大器性 能下降,甚至无法正常工作。

第16章集成运算放大器精品PPT课件

第16章集成运算放大器精品PPT课件
(下)
第16章 集成运算放大器
第16章 集成运算放大器
16.1 集成运算放大器的简单介绍 16.2 运算放大器在信号运算方面的运用 16.3 运算放大器在信号处理方面的运用 16.5 使用运算放大器应注意的几个问题
本章要求:
1. 了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。 2. 理解运算放大器的电压传输特性,理解理想
u0
(1
RF R1
)ui
结论:
① Auf 为正值,即 uo与 ui 极性相同。∵ ui 加 在同相输入端。
② Auf只与外部电阻 R1、RF 有关,与运放本 身参数无关。
③ Auf ≥ 1 ,不能小于 1 。 ④ u- = u+ ≠ 0 ,反相输入端不存在“虚地”现象。
当 R1= 或 RF = 0 时, uo = ui , Auf = 1,
② i+= i– 0 ,仍存在“虚断”现象
16.2 运算放大器 在信号运算方面的运用
16.2.1 比 例 电 路 16.2.2 加 法 运 算 电 路 16.2.3 减 法 运 算 电 路 16.2.4 积 分 运 算 电 路 16.2.5 微 分 运 算 电 路
16.2.1 比例运算
1. 反相比例运算
(1)电路组成 if RF
+ ui
i1
R1
i–
– +
+
– R2 i+
+ u–o
(2)电压放大倍数
∵ 虚断,i+= i– = 0 ,
∴ i1 if
i1
ui
u R1
if
u u0 RF
∵ 虚短 ∴ u– = u+ = 0, 称反相输入端“虚

集成运算放大器知识介绍(PPT 77页)

集成运算放大器知识介绍(PPT 77页)
反馈信号与输入信号并联,即反馈信号与输入信 号以电流形式作比较,称为并联反馈。
27
电工电子学B
3. 负反馈放大电路的一般表达式
X i + X d
A
X o

X f
F
开环
闭环
放大倍数 反馈放大电路的基本方程 放大倍数
A

X o X d
F

X f X o
XdXi Xf
Af

Xo Xi
16
电工电子学B
2. 电压传输特性 uo= f (ui)
+Uo(sat) uo
实际特性
线性区
u+– u–
O
饱和区
–Uo(sat)
线性区: uo = Auo(u+– u–)
非线性区:
u+> u– 时, uo = Uo+ u+< u– 时, uo = Uo-
17
电工电子学B
4. 理想运算放大器及其分析依据
直流反馈 稳定静态工作点
30
电工电子学B
9.2.2 负反馈放大电路的分析
(1) 反馈极性的判别
利用瞬时极性法判别负反馈与正反馈的步骤:
1.设接“地”参考点的电位为零。 2. 若电路中某点的瞬时电位高于参考点(对交流 为电压的正半周),则该点电位的瞬时极性为正(用
表示);反之为负(用-表示)。
3. 若反馈信号与输入信号加在不同输入端(或 两个电极)上,两者极性相同时,净输入电压减小, 为 负反馈;反之,极性相反为正反馈。
1. 元器件参数的一致性和对称性好; 2. 电阻的阻值受到限制,大电阻常用三极管恒流 源代替,电位器需外接;
3. 电容的容量受到限制,电感不能集成,故大电 容、电感 和变压器均需外接;
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u0Aod (uu) (6-1)
u
- Aod
u
+
uo
+
图6-4 运算放大器的图形符号
-
6.1.2理想集成运放
1 理想集成运放的主要参数
开环差模电压放大倍数 Aod →∞
差模输入电阻
Rid →∞
输出电阻
Rod = 0
共模抑制比
KCM R→∞
理想集成放大器的图形符号为图6-5所示,
其中∞代表理想放大器的放大器的放大倍
1 21 3 4
a) 园壳式
1 21 3 4
b) 双列直插式 图6-3 集成电路的外形
-
1 21 3 4
c) 扁平式
6.1.1集成运放的基本组成
集成运算放大器的图形符号为图6-4示。 图中“+”表示同相输入端,输出信号与同相输入端输入信号相位相同;“-” 表示反相输入端,输出信号与反相输入端输入信号相位相反。表示信号输出端。 箭头的指向为放大器的传输方向;表示放大器的放大倍数。
-
3 元器件的选定及工作原理: 其电路如图6-20所示。当蓄电池的电压大于13V或小于 10V时,发光二极管LED1或LED2分别发光警告。
图6-20 蓄电池欠压、过压报警器
-
3 元器件的选定及工作原理:
1)基准单元:
由R3及VZ组成。稳压管选用稳压值为2.5V的稳压管,取工作电流为
=1mA。则R3V =CC U z(1 22.5)V0.9K 5
-
6.2.1集成运算放大器的线性应用
1.比例运算
2) 同相输入
如图6-8所示。输入信号经电阻送到同相输入端。 由“虚短”、“虚断”性质可知:
i1
ui R1
if
uo ui Rf
i f ii
ui uo ui
Ri
Rf
∴输出电压与输入电压uo同(1相 R,R1f )u且i 成比例(,6故-5称)为同相比例运算。
-
6.2集成运算放大器的应用
比例运算

网识
络分
布 集成运放 的应用
线性应用
加法运算 减法运算 除法运算 微分运算 积分运算
反相输入 同相输入
非线性应用 电压比较器
-
ห้องสมุดไป่ตู้
6.2.1集成运算放大器的线性应用
1.比例运算
1)反相输入 反相输入放大电路如图6-7所示。 输入信号 经电阻R1送到反相输入端,同相输入端经RP接地。为反 馈电阻,构成电压并联负反馈组态。图中电阻RP 称为直流平衡电阻, 以消除静态时集成运放内输入级基极电流对输出电压产生影响,进 行直流平衡。
2.其他几种运算
-
6.2.2集成运算放大器的非线性应用
集成运放在开环状态时,一般工作在非线性区。可做电压比较器使用。
图6-14(a) 为电压比较器电路及电压传输特性,
当 ui U R 时u0, U om
当 ui U R时u0 , U om
通过输出电压的正负可显示两输入端电位的关系,实现电压比较,如图6-14(b)。
当 Rf 0
或 R1 ,
u0 ui (6-6)
称为电压跟随器,电路如图6-9所示。
R2 + uI -
-
+
+
+
uo
-
图6-9 电压跟随器-
6.2.1集成运算放大器的线性应用
2.其他几种运算
集成运放其它几种运算应用如表6-2所示,用“虚短”“虚断”概念, 同样可分析出结论.
-
6.2.1集成运算放大器的线性应用
-
6.1集成运算放大器的基本知识
知 识 络分 布 网
集成运算 放大器
基本组成
理想集成运放的参数 理想运放
理想集成运放工作特性
-
6.1.1集成运放的基本组成
集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路组成。
如图6-2所示。 输入级:一般采用差分放大电路以抑制零点漂移。 中间级:一般采用共发射极放大电路,提供足够高的电压放大倍数。 输出级:一般采用互补射极输出器组成的对称电路,以改善带负载能力。 偏置电路:为各级电路提供静态工作点a) 园壳式b) 双列直插式c) 扁平式图6-3 集成电路的外形121341213412134 集成运放从外型上看有双列直插式、园壳式、扁平式。图6-3 是部分集成电路 的外形图(管脚的排列为从标志起逆时针数1,2,3,4……。)

取R3=10KΩ
IF1
1mA
2)超压警报单元
图 6-15 例6-3用图
-
1.认识电路 2.电路安装 3.电路调试
-
1.认识电路
1 集成电压比较电路—— LM119(319)及KA319简介. LM119(319)的管脚图如图6-18 , LM119为军用,LM319为民用。 KA319的管脚图如图6-19 2 电路的组成: A1及外围元件构成过压检测器,A2 及外围元件构成欠压检测器,VZ提 供参考电压即阀门电压,R3为VZ的 限流电阻。VZ为2.5V的稳压管。
2理想集成运放工作特性
图6-6为实际集成运放和理想集成运放的电压传输特性。传输特性分为线性区和 非线性区。 1)线性区 当集成运放输入信号很微小时,集成运放输出信号随输入信号变化线性变化, 其比值为集成运放的电压放大倍数。集成运放工作在线性状态。一般电路引入 强度负反馈时才可保证集成运放工作在线性区。 集成运放工作在线性区时有两个重要特征: (1)虚短:输入信号很微小,近似为0,两输入端电位近似相同, ,近似为短路, 称为“虚短” (2) 虚断: 集成运放工作在线性区时,由于输入阻抗很高近似为∞,输入电流, 两输入端相当于断开,称为“虚断”。 “虚短”与虚断”是分析运算放大器的线性应用的重要依据。 2)非线性区 集成运放开环状态时工作在非线性区,输出电压为最大饱和值:+U 0m或 - U 0m, 不随输入电压变化。
数为无穷大。
图6-5 理想集成放大器的 图形符号
-
6.1.2理想集成运放
2理想集成运放工作特性
U O(sat ) uo
O
uI
非线性区
U O(sat ) 非线性区
线性区
实际集成运放
uo U O(sat )
O
uI
U O(sat )
理想集成运放
图6-6 集成运放的电压传输特性
-
6.1.2理想集成运放

时,称为过零比较器。其传输特性如图6-14(c)。
UR 0
ui
UR
(a)
u0 Uom
Uom
u0
O Uom
UR
ui
O
Uom
(b)
(c)
图6-14 运算放大器的非线性应用
-
例:
例6-3 两级运放电路如图6-15所示,第一级运放的输入信 号V,第二级运放的同相输入端加入参考电压=1 V。集成 运放的饱和输出电压V,双向稳压管的=6 V。试对应画出 输出电压的波形。
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