模拟电路集成运放及其基本应用PPT课件

4、最大不失真输出电压Uom：交流有效值。
Pom
U
2 om
RL
Pom PV
5、最大输出功率和效率：功率放大电路的主要指标参数8 。
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§2.2 集成运算放大电路
一、差分放大电路的概念 二、集成运放的符号及电压传输特性 三、理想运放及其动态等效电路
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一、差分放大电路的概念
1. 共模信号和差模信号
➢ 共模信号：若差分放大电路的两个输入端所输入的信号 大小相等、极性相同，则称之为共模信号。
➢ 差模信号：若差分放大电路的两个输入端所输入的信号 大小相等、极性相反，则称之为差模信号。
➢ 对差分放大电路的要求：放大差模信号、抑制共模信号
2. 典型差分放大电路方框图
uI1
uO1 典型的差分放大电路有两个
理想运放的参数特点：
差模输入电阻rid为∞、输出电阻ro为0、开环差模增益Aod为 ∞(Aod≥80dB)、共模抑制比KCMR为∞、频带无限宽、温度对参 数无影响。
理想集成运放对动 态信号的等效电路
问题：
若将输入信号直接加在理想运放的输入端，则理想运放有
可能工作在线性区吗？
Aod为∞，运放工作在非线性区
双端输入、单端输出电路：
差分
RL uO
uId
放大电路
集成运放可等效为高性能的双端输入单端输出差分 放大电路。
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二、集成运放的符号及电压传输特性
➢ 集成运算放大电路因最初为实现信号的运算而得名。 ➢ 高性能：输入电阻很大、输出电阻很小、差模放大倍数很大、
共模放大倍数很小、频带很宽、受温度的影响很小……
越大越好
为综合考察差分放大电路放大差模信号和抑制共模信号 的能力，引入参数—共模抑制比。
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4. 差分放大电路的四种接法
由于在实际应用场合为避免干扰输入信号源有接地 端，为负载安全负载常需有接地端，故差分放大电路 有四种接法，即双端输入双端输出、双端输入单端输 出、单端输入双端输出和单端输入单端输出。
Ai
Io Ii
Aui
=
Uo Ii
A iu
Io U i
电压放大倍数是最常被研究和测试的参数
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2. 输入电阻和输出电阻
从输入端看进去的 等效电阻
Ri
Ui Ii
输入电压与 输入电流有 效值之比。
Ro
Uo' Uo Uo
(Uo' Uo
1)RL
RL
将输出等效 成有内阻的电 压源，内阻就 是输出电阻。
模拟电子技术基础
Fundamentals of Analog Electronic
第二章 集成运放及其基本应用
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总体概述
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第二章 集成运放及其基本应用
§2.1 放大的概念与放大电路的性能指标 §2.2 集成运算放大电路 §2.3 理想运放组成的基本运算电路 §2.4 理想运放组成的电压比较器
空载时输出 电压有效值
带RL时的输出电 压有效值
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3、通频带
衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。 由于电容、电感及半导体元件的电容效应，使放大电路在信 号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。
扩音机的 fL和 fH为多少？音频：20HZ-20KHZ
下限频率
fbwfHfL
上限频率
u放大的基本要求：不失真——放大的前提
判断电路能否放大的基本出发点 5 信息技术学院
二、性能指标：研究的是动态性能。
对信号而言，任何放大电路均可看成二端口网络。
输出电流 输入电流
信号源 内阻
信号源
输入电压
输出电压
1. 放大倍数：输出量与输入量之比
互阻放大倍数 互导放大倍数
Au u
Au
Uo Ui
Aii
（2）加共模信号时
uIc
差分
放大电路
差分放大电路具有理想 对称性，温度变化所引起 RL uO 晶体管参数的变化可等效 为共模信号输入。
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3. 差分放大电路的放大倍数
差模放大倍数 共模放大倍数 共模抑制比
Ad
uOd uId
Ac
uOc uIc
K CMR
Ad Ac
绝对值 越大越好
绝对值 越小越好
反馈：将放大电路的输出量通过一定的方式引回到输入回路来 影响输入量，称为反馈。 正、负反馈：若反馈的结果使输出量的变化增大，则称为正反 馈；若反馈的结果使输出量的变化减小，则称为负反馈。
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（2）工作在线性区的特点
由于uO为有限值，Aod＝∞，因而净输入电压uP－uN＝0，即 uP＝uN ——虚短路
差分放大电路
输入端、两个输出端，它们均 不直接接地，这种电路形式称
uI2
uO2 为双端输入、双端输出接法10。
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（1）加差模信号时
uI/2
uI1
uI
差分放大电路
uO1
RL
uI2
uO2
差分放大电路的输入回路和输出回路均具有对称性，故输入
回路和输出回路的中点电位不变，即动态电位为0，即为“地”。
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§2.1 放大的概念与放大电路的性 能指标
一、放大的概念 二、放大电路的性能指标
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一、放大的概念
至少一路直流电源
VCC
供电，是能源
输入信号为零时为静态。
u放大的对象：变化量 常用正弦波做测试信号
u放大的本质：能量的控制，利用有源元件实现
u放大的特征：功率放大
能够控制能量的元件
1. 符号
极性相同
极性相反
不同型号的集成运放供电电源不同，有的两路电源供电，
有的一路电源供电，有的两种情况均可。缺省时认为是±VCC
（常为±15V ）供电。
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2、电压传输特性：输出电压与输入电压的函数关系
u O f(u I)f(u P u N )
线性区(放大区)
±UOM的值决 定于什么？VCC
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§2.3 理想运放组成的基本运算电路
一、概述 二、比例运算电路 三、加减运算电路 四、积分运算电路和微分运算电路
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一、概述
1.理想运放的线性工作区域
无源
uOAod (uPuN)
网络
有限值 无穷小 无穷大
（1）电路结构
为保证理想运放工作在线 性区，必须引入负反馈。
uO ↑→ uN↑→ uO ↓
uOAod (uPuN)
(斜率)开环差模增 益高达几十万倍
非线性区( 饱和区)
输出不是高电平+UOM就是低电平-UOM
若±UOM= ±14V，Aod=105，则为保证集成运放工作在线性区 输入信号的范围为多少？|uP-uN|<140uV P166页例6.2.115
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三、理想运放及其动态等效电路