运算放大器(经典)ppt课件
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（1）滤波电路：即对工作信号的频率具有选择性的 电路。其基本功能是：让特定频率范围内的信号 顺利通过，而阻止其它频率信号通过。也就是对 其它频度信号要起衰减作用。 比如：我们前面讲到的低通电路，高通电路等。
（2）滤波器分类 a. 按信号类型分：模拟滤波器和数字滤波器。 b. 按照滤波器电路的工作频带来分：
5
集成运算放大电路的电压传输特性
U0 = f(UP-UN)
6
第三节 集成运放的两个工作区
• 线性放大区： 曲线的斜率为电压放大倍数
• 非线性放大区： 输出电压只有两种可能，＋UOM和-UOM
7
运放工作在线性放大区的特点
1.当运放工作在线性放大区时：引入（深度）负反馈
集成运放的差模开环放大倍数AOd有：
19
低通滤波器（LPF） ：频率低于截止频率fp的信号 通过，高于fp的则被衰减；
高通滤波器（HPF） ：频率高于截止频率fp的信号 通过，低于fp的则被衰减；
带通滤波器（BPF） ：频带范围在fp1和fp2之间的 信号通过，其余被衰减；
带阻滤波器（BEF）：频带范围在fp1和fp2之间的 信号被衰减，其余可以通过。 （带通滤波器常用于载波通信或弱信号提取等场合， 以提高信噪比，带阻滤波器则用于已知干扰或噪 声频率的情况下，阻止其通过）。
由此时的电压传输关系可以看出
(1)当：UP＞UN时， UO = +UOM
当：UP＜UN时, UO = -UOM
(2)又由于
Rid Ui I I
则： I I 0 “虚断”
9
第四节 基本运算电路的原理
图5-1 反相比例运算电路
1.反相比例运算：
由于：U+ = U-
I+ = I- = 0
第七章
集成运算放大电路及其应用
1
第一节 集成运算放大电路概述
一、集成运算放大电路： 多用于各种模拟信号的运算。 1、集成运算放大电路的结构特点 2、集成运放电路的组成及其各部分的作用
2
3
集成运放的主要性能指标
1.差模开环放大倍数：AOd 2.共模抑制比：KCMR 3.差模输入电阻：RId 4.输入偏置电流：IIB 5.－3dB带宽: fH 6.输入失调电压及其温漂：UIO, dUIO/dT 7.输入失调电压及其温漂：IIO , d源自文库IO/dT
4
理想运放的主要性能指标
1.开环差模放大倍数：AOd→ ∞ 2.差模输入电阻：Rid → ∞ 3.输出电阻：R0 → 0 4.共模抑制比：KCMR → ∞ 5.－3dB带宽: fBW＝fH → ∞ 4.输入偏置电流：IIB → 0 6.输入失调电压及其温漂：UIO, dUIO/dT → 0 7.输入失调电压及其温漂：IIO, dIIO/dT → 0
全通滤波器（APF）：对于频率从0到∞的信号具有 同样的放大倍数数，但对不同频率的信号将产生 不同的相移。
20
c. 按电路构成中是否有有源器件来分： 无源滤波器和有源滤波器
d. 按工作信号来分： 模拟滤波器和数字滤波器
e. 按截止频率fp附近的幅度特性和相频特性 的不同，滤波电路又分为: 巴特沃斯（Butterworth）滤波器 切比雪夫（chebyshev）滤波器 贝 塞 尔（Bessel）滤波器等。
17
第五节 有源滤波电路
• 在一些实际的电子系统中，它的输入信号 往入因受干扰等原因而含有一些不必要的成 分，我们就应当设法将它衰减到足够小的程 度；而在另一些场合，有用信号将与别的信 号混在一起，我们就应设法把有用信号选择 出来。而解决这些问题的有效措施就是采用 有源滤波电路。
18
一、基本概念
Uo
Rf R1
(U i1
Ui2)
图5-2 反相加法运算原理图
运算中，调节某一路信号的输入电阻 时，不会影响其他输入电压与输出电 压的比例关系，因而调节方便。
12
4.减法运算电路：
如图6-3所示： 实际应用中，要求 R1=R2,R3=Rf，且须 严格配对，这有利于提 高放大器的共模抑制比 及减小失调。
其中AOd非常高 140dB ∞
U0 = AOd(UPUN)
因而有：UP-UN＝0 或 UP＝UN 又因为：
Rid Ui I I
“虚短”
则： I I 0 “虚断”
8
运放工作在非线性放大区的特点
1.当运放工作在非线性放大区时： 开环或者引入正反馈
集成运放的差模开环放大倍数AOd ∞则两个输入端只要有无 穷小的输入差值电压，输出电压就可以达到最大值或最小值， 即输出电压与输入电压不再是线性关系，此时的电压传输关 系为：
21
（3）滤波器的幅频特性：
通带：允许通过的频段称为通带， 阻带：将信号衰减到零的频段为阻带， 过渡带：Avp在通带和阻带之间存在过渡带。 Avp：通带放大倍数，等于通带内输出电压与输入
1 RC
0
Uidt 1 RC
t 0
Uidt
14
•设 UC(0) = •则
U o
1 RC
＝0 OUidt
U o
1 RC
t
0 Ui dt
15
6.微分运算电路：
微分运算电路：
16
• 由于：U+ = U• I+ = I- = 0 • 所以反相输入端U-为“虚地”点，且输入电流I- = 0， • 积分运算电路的运算关系式为：
所以反相输入端U-为“虚地”
点，且输入电流I- = 0，故:
Ii = If
Vo
Rf R1
Vi
Af
Rf R1
10
基本运算原理电路图
2.同相比例运算：
由于：U+ = U-
I+ = I- = 0
由于反相输入端不再为 “虚地”点，且输入电流 Ii=0，故: IR = If 即：
又称为：电压跟随器！
Vo
(1
Rf R1
)Vi
Af
(1
Rf ) R1
11
3.反相加法运算电路：
• 如图5-2所示。
•由于：U+ = U-
• I+ = I- = 0
•所以反相输入端U-为“虚地”点， 且输入电流I- = 0，反相加法运算 电路的函数关系式为：
Uo
Rf R1
U i1
Rf R2
Ui2
若取R1=R2=R，则有:
运算关系为：
Uo
Rf R1
(U i 2
U i1 )
100K
图5-3 减法运算原理图
13
5.积分运算电路
•如图6-4所示： •由于：U+ = U• I+ = I- = 0 •所以反相输入端U-为“虚 地”点，且输入电流I-= 0，
•积分运算电路的运算关系式 为：
积分运算电路
Uo
1 RC
t
U i dt
（2）滤波器分类 a. 按信号类型分：模拟滤波器和数字滤波器。 b. 按照滤波器电路的工作频带来分：
5
集成运算放大电路的电压传输特性
U0 = f(UP-UN)
6
第三节 集成运放的两个工作区
• 线性放大区： 曲线的斜率为电压放大倍数
• 非线性放大区： 输出电压只有两种可能，＋UOM和-UOM
7
运放工作在线性放大区的特点
1.当运放工作在线性放大区时：引入（深度）负反馈
集成运放的差模开环放大倍数AOd有：
19
低通滤波器（LPF） ：频率低于截止频率fp的信号 通过，高于fp的则被衰减；
高通滤波器（HPF） ：频率高于截止频率fp的信号 通过，低于fp的则被衰减；
带通滤波器（BPF） ：频带范围在fp1和fp2之间的 信号通过，其余被衰减；
带阻滤波器（BEF）：频带范围在fp1和fp2之间的 信号被衰减，其余可以通过。 （带通滤波器常用于载波通信或弱信号提取等场合， 以提高信噪比，带阻滤波器则用于已知干扰或噪 声频率的情况下，阻止其通过）。
由此时的电压传输关系可以看出
(1)当：UP＞UN时， UO = +UOM
当：UP＜UN时, UO = -UOM
(2)又由于
Rid Ui I I
则： I I 0 “虚断”
9
第四节 基本运算电路的原理
图5-1 反相比例运算电路
1.反相比例运算：
由于：U+ = U-
I+ = I- = 0
第七章
集成运算放大电路及其应用
1
第一节 集成运算放大电路概述
一、集成运算放大电路： 多用于各种模拟信号的运算。 1、集成运算放大电路的结构特点 2、集成运放电路的组成及其各部分的作用
2
3
集成运放的主要性能指标
1.差模开环放大倍数：AOd 2.共模抑制比：KCMR 3.差模输入电阻：RId 4.输入偏置电流：IIB 5.－3dB带宽: fH 6.输入失调电压及其温漂：UIO, dUIO/dT 7.输入失调电压及其温漂：IIO , d源自文库IO/dT
4
理想运放的主要性能指标
1.开环差模放大倍数：AOd→ ∞ 2.差模输入电阻：Rid → ∞ 3.输出电阻：R0 → 0 4.共模抑制比：KCMR → ∞ 5.－3dB带宽: fBW＝fH → ∞ 4.输入偏置电流：IIB → 0 6.输入失调电压及其温漂：UIO, dUIO/dT → 0 7.输入失调电压及其温漂：IIO, dIIO/dT → 0
全通滤波器（APF）：对于频率从0到∞的信号具有 同样的放大倍数数，但对不同频率的信号将产生 不同的相移。
20
c. 按电路构成中是否有有源器件来分： 无源滤波器和有源滤波器
d. 按工作信号来分： 模拟滤波器和数字滤波器
e. 按截止频率fp附近的幅度特性和相频特性 的不同，滤波电路又分为: 巴特沃斯（Butterworth）滤波器 切比雪夫（chebyshev）滤波器 贝 塞 尔（Bessel）滤波器等。
17
第五节 有源滤波电路
• 在一些实际的电子系统中，它的输入信号 往入因受干扰等原因而含有一些不必要的成 分，我们就应当设法将它衰减到足够小的程 度；而在另一些场合，有用信号将与别的信 号混在一起，我们就应设法把有用信号选择 出来。而解决这些问题的有效措施就是采用 有源滤波电路。
18
一、基本概念
Uo
Rf R1
(U i1
Ui2)
图5-2 反相加法运算原理图
运算中，调节某一路信号的输入电阻 时，不会影响其他输入电压与输出电 压的比例关系，因而调节方便。
12
4.减法运算电路：
如图6-3所示： 实际应用中，要求 R1=R2,R3=Rf，且须 严格配对，这有利于提 高放大器的共模抑制比 及减小失调。
其中AOd非常高 140dB ∞
U0 = AOd(UPUN)
因而有：UP-UN＝0 或 UP＝UN 又因为：
Rid Ui I I
“虚短”
则： I I 0 “虚断”
8
运放工作在非线性放大区的特点
1.当运放工作在非线性放大区时： 开环或者引入正反馈
集成运放的差模开环放大倍数AOd ∞则两个输入端只要有无 穷小的输入差值电压，输出电压就可以达到最大值或最小值， 即输出电压与输入电压不再是线性关系，此时的电压传输关 系为：
21
（3）滤波器的幅频特性：
通带：允许通过的频段称为通带， 阻带：将信号衰减到零的频段为阻带， 过渡带：Avp在通带和阻带之间存在过渡带。 Avp：通带放大倍数，等于通带内输出电压与输入
1 RC
0
Uidt 1 RC
t 0
Uidt
14
•设 UC(0) = •则
U o
1 RC
＝0 OUidt
U o
1 RC
t
0 Ui dt
15
6.微分运算电路：
微分运算电路：
16
• 由于：U+ = U• I+ = I- = 0 • 所以反相输入端U-为“虚地”点，且输入电流I- = 0， • 积分运算电路的运算关系式为：
所以反相输入端U-为“虚地”
点，且输入电流I- = 0，故:
Ii = If
Vo
Rf R1
Vi
Af
Rf R1
10
基本运算原理电路图
2.同相比例运算：
由于：U+ = U-
I+ = I- = 0
由于反相输入端不再为 “虚地”点，且输入电流 Ii=0，故: IR = If 即：
又称为：电压跟随器！
Vo
(1
Rf R1
)Vi
Af
(1
Rf ) R1
11
3.反相加法运算电路：
• 如图5-2所示。
•由于：U+ = U-
• I+ = I- = 0
•所以反相输入端U-为“虚地”点， 且输入电流I- = 0，反相加法运算 电路的函数关系式为：
Uo
Rf R1
U i1
Rf R2
Ui2
若取R1=R2=R，则有:
运算关系为：
Uo
Rf R1
(U i 2
U i1 )
100K
图5-3 减法运算原理图
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5.积分运算电路
•如图6-4所示： •由于：U+ = U• I+ = I- = 0 •所以反相输入端U-为“虚 地”点，且输入电流I-= 0，
•积分运算电路的运算关系式 为：
积分运算电路
Uo
1 RC
t
U i dt