集成运放的应用ppt课件
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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。
集成运算放大器的线性应用基础.pptx
R3
=
R1 R2 R1 +49 R2
第50页/共54页
50
3. 有限的开环增益和带宽带导致的误差
Auf
(
j
)=
UO Ui
=
1+
1
- R2 / R1 ( 1 + R2 ) +
Auo
R1
j Auo H
1 + R2 / R1
第51页/共54页
51
4. 有限的压摆率带耒的误差
定义：压摆率SR
SR = duo (V / s )
的 运 算 ， 并 要 求 对 ui1 、 ui2 的 输 入 电 阻 均 大 于 等 于 100
k。
15
第16页/共54页
2. 同相相加器
uo
=
1 +
Rf R
R3 || R2 R1 + R3 || R2
ui1
+
R3 || R1 R2 + R3 || R1
ui2
R1 = R2
=
1
+
Rf R
R3 || R1 R1 + R3 || R1
21
第22页/共54页
22
第23页/共54页
23
2.3.5 微分器
uo
(t)
=
-RC
dui (t dt
)
利用积分器和相加器求解微分方程
d2uo (t dt 2
)
+
10
duo (t) dt
+
2uo
(t)
=
ui
(t)
duo (t) dt
=
ui
集成运放与其应用PPT课件
在非线性区内，(u+ - u-)可能很大，即 u+ ≠u-。 “虚地”不存在
2. 理想运放的输入电流等于零
i i 0
P
N
运放工作在非线性区条件：电路开环或引入正反馈
第7页/共35页
一般来说运放没有引入负反馈工作在线性区的范围
将很小。
实际运放 Aod ≠∞ ，当 u+ 与 u-差值很小时，仍有
Aod (u+ - u- )，运放工作在线性区。 uO 例如：F007 的 UoM = ±
-( RF R1
uI1
RF R2
uI2
RF R3
uI3 )
R R1 // R2 // R3 // RF
当 R1 = R2 = R3 = R 时，
uO
-
RF R1
(uI1
uI2
uI3 )
第19页/共35页
2 同相求和运算电路
由于“虚断”，i = 0，所以：
uI1 - u uI2 - u uI3 - u u
2
(1
2
2 2
1
105
)
2
M
2
105
M
第18页/共35页
6.2.2 加减运算电路
一、求和运算电路。
1. 反相求和运算电路
由于“虚断”，i- = 0 所以：i1 + i2 + i3 = iF
又因“虚地”，u- = 0
所以： uI1 uI2 uI3 - uO
R1 R2 R3
RF
图 7.2.7
uO
uO1
-( RF1 R1
uI1
RF1 R3
uI3 )
-(0.2uI1
1.3uI3 )
第一章集成运放及应用1PPT课件
（1）电压放大倍数为:
Auu=UO/UI（重点）
（2）电流放大倍数为:
Aii=IO/II
（3）互阻放大倍数为:
Aui=UO/II
（4）互导放大倍数为:
Aiu=IO/UI
17
二、输入电阻Ri
18
从放大电路输入端看进去的等效内阻。
US ~
Ii
Ui
Au
电
子
IS
RS
系 统
Ri=Ui / Ii
有
Vi
Ri Rs
-0.050598 -0.034729 -0.0094299 0.010254 0.012878
4
每隔两万分之一 秒取一个值(采样)
4
1.1 信号
A. 正弦信号
v(t)V m si n 0t ()
2
T
0
0 2f
电信号的时域 与频域表示
5
T
=
=
f
Vm
时域
O
Vm
t
频域
Vm
O
5
1.1 信号
Ri
Vs
有
Ii
Rs Rs Ri
Is
电流源
要想减小电压衰减，则希望…？ Ri Rs 理想 Ri
要想减小电流分流，则希望…？ Ri Rs
理想 Ri 0
18
三、输出电阻 Ro
19
从放大电路输出端看进去的等效内阻。
输入端正弦电压 U i ，分别测量空载和输出端接负载
RL
的U输o出电RUo压oRURLLo
频域
Vs
2Vs
Vs
2Vs
2Vs
O
周期信号
离散频率函数 6
集成运算放大器及应用—集成运放的线性应用(电子技术课件)
图3.2.6 减法运算电路
图3.2.6 减法运算电路
根据叠加原理，先求ui1单独作用时的输
出电压uo1为：
uo1
Rf R1
ui1
再求出ui2单独作用时的输出uo2压为：
(1
Rf R1
)( R3 R2
R3
)ui 2
图3.2.6 减法运算电路
若 R1 R2 , R f R3 代入
二、集成运放的线性应用
集成运放可以应用在各种运算电路上，以输入电压作为自变量，输 出电压按一定的数学规律变化，反映出某种运算的结果。
常见的运算电路有比例、加减、积分、微分等，利用这些运算电路 实现同相放大、反相放大、差分放大以及信号的变换。
注意：集成运放作运算电路时必须工作在线性区。
1.反相比例运算电路
到了微分运算电路，如图3.2.9所示。
图3.2.9 微分运算电路
图3.2.9 微分运算电路
根据“虚短”和“虚断”的概念， u u 0 ，
为“虚地”，因而:
ic
iR
C
dui dt
输出电压为：uo iR R
R C dui dt
RC = — 时间常数
表明输出电压与输入电压的微分成正比，而 duI 也 dt
集成运放的线性应用（二）
3.2.2 集成运放的线性应用（二）
一、反相加法运算电路 在反相比例运放电路的基础上， 增加1个或者多个输入支路就
可构成反相加法运算电路。下面以二个输入信号同时作用于集成运 放的反相输入端为例，介绍反相加法运算电路。
图3.2.5 反相加法运算电路
由叠加原理可知，当ui1单独作用时：
uid
–UOM
图3.1.6 电压传输特性
图3.2.6 减法运算电路
根据叠加原理，先求ui1单独作用时的输
出电压uo1为：
uo1
Rf R1
ui1
再求出ui2单独作用时的输出uo2压为：
(1
Rf R1
)( R3 R2
R3
)ui 2
图3.2.6 减法运算电路
若 R1 R2 , R f R3 代入
二、集成运放的线性应用
集成运放可以应用在各种运算电路上，以输入电压作为自变量，输 出电压按一定的数学规律变化，反映出某种运算的结果。
常见的运算电路有比例、加减、积分、微分等，利用这些运算电路 实现同相放大、反相放大、差分放大以及信号的变换。
注意：集成运放作运算电路时必须工作在线性区。
1.反相比例运算电路
到了微分运算电路，如图3.2.9所示。
图3.2.9 微分运算电路
图3.2.9 微分运算电路
根据“虚短”和“虚断”的概念， u u 0 ，
为“虚地”，因而:
ic
iR
C
dui dt
输出电压为：uo iR R
R C dui dt
RC = — 时间常数
表明输出电压与输入电压的微分成正比，而 duI 也 dt
集成运放的线性应用（二）
3.2.2 集成运放的线性应用（二）
一、反相加法运算电路 在反相比例运放电路的基础上， 增加1个或者多个输入支路就
可构成反相加法运算电路。下面以二个输入信号同时作用于集成运 放的反相输入端为例，介绍反相加法运算电路。
图3.2.5 反相加法运算电路
由叠加原理可知，当ui1单独作用时：
uid
–UOM
图3.1.6 电压传输特性
集成运算放大器及应用—集成运放的非线性应用(电子技术课件)
集成运放的内部结构。无论是输入信号的正向电压或负向电压超过二极管导通电压， 则V1或V2中就会有一个导通，从而限制了输入信号的幅度，起到了保护作用。
(a)反相输入
(b)同相输入
图3.3.9 输入保护电路
(3)输出保护 利用稳压管V1和V2接成反向串联电路。若输出端出现过高电压，集成运放输
出端电压将受到稳压管稳压值的限制，从而避免了损坏。
由于大部分集成运放内部电路的改进，已不需要外加补偿网络。
3.保护电路 (1)电源极性的保护 利用二极管的单向导电特性防止由于电源极性接反而造成的损坏。当
电源极性错接成上负下正时，两二极管均不导通，等于电源断路，从而起 到保护作用。
图3.3.8 电源极性保护电路
(2)输入保护 利用二极管的限幅作用对输入信号幅度加以限制，以免输入信号超过额定值损坏
由图可见，他们之间存在差值称为回差电 压或迟滞宽度u，用 表示，即：
图3.3.7 滞回电压比较器的传输特性
u Uth1 Uth2
三、集成运放使用常识 1.零点调整 方法：将输入端短路接地，调整调零电位器，使输出电压为零。 2.消除自激振荡 方法：加阻容补偿网络。具体参数和接法可查阅使用说明书。目前，
滞回比较器具有两个不同的阈值，且相差较大（通常称我电压 滞回特性），即惯性，因而也就具有一定的抗干扰能力。
（1）滞回电压比较器中的阈值电压
图3.3.6 滞回电压比较器
当 uo U om 时，集成运放同相
输入端的电位为：
u
R1 R1 R2
F
Uth1
（2）滞回电压比较器中的阈值电压
图3.3.6 滞回电压比较器
当 uo U om 时，集成运放同相输入端
的电位为：
u
(a)反相输入
(b)同相输入
图3.3.9 输入保护电路
(3)输出保护 利用稳压管V1和V2接成反向串联电路。若输出端出现过高电压，集成运放输
出端电压将受到稳压管稳压值的限制，从而避免了损坏。
由于大部分集成运放内部电路的改进，已不需要外加补偿网络。
3.保护电路 (1)电源极性的保护 利用二极管的单向导电特性防止由于电源极性接反而造成的损坏。当
电源极性错接成上负下正时，两二极管均不导通，等于电源断路，从而起 到保护作用。
图3.3.8 电源极性保护电路
(2)输入保护 利用二极管的限幅作用对输入信号幅度加以限制，以免输入信号超过额定值损坏
由图可见，他们之间存在差值称为回差电 压或迟滞宽度u，用 表示，即：
图3.3.7 滞回电压比较器的传输特性
u Uth1 Uth2
三、集成运放使用常识 1.零点调整 方法：将输入端短路接地，调整调零电位器，使输出电压为零。 2.消除自激振荡 方法：加阻容补偿网络。具体参数和接法可查阅使用说明书。目前，
滞回比较器具有两个不同的阈值，且相差较大（通常称我电压 滞回特性），即惯性，因而也就具有一定的抗干扰能力。
（1）滞回电压比较器中的阈值电压
图3.3.6 滞回电压比较器
当 uo U om 时，集成运放同相
输入端的电位为：
u
R1 R1 R2
F
Uth1
（2）滞回电压比较器中的阈值电压
图3.3.6 滞回电压比较器
当 uo U om 时，集成运放同相输入端
的电位为：
u
《集成运放》课件
集成运放的电路实现
集成运放的内部电路图包括差动放大器、级联放大器和输出放大器等部分。 集成运放的引脚及功能有正输入端、负输入端、输出端、电源引脚和参考电压引脚等。 在电路设计中，通过合理设计反馈电路，可以控制集成运放的放大倍数、频率响应和稳定性。
集成运放应用实例
比较器电路设计：使用集成运放实现信号的比较和判断，常用于开关控制和传感器应用。 运算放大器电路设计：集成运放作为核心部件，实现了模拟电路中的加法、减法、乘法和除法等基本运算。 滤波器电路设计：通过集成运放结合电容和电感等元件，实现对信号频率的选择性放大或抑制。
《集成运放》PPT课件
什么是集成运放
集成运放是一种高度集成的电子器件，集成了运算放大器功能的集成电路。 它在电子系统设计中起着重要的作用。
集成运放广泛应用于模拟电路、信号处理和测量领域，能够实现信号放大、 滤波、比较和运算等多种功能。
根据应用需求的不同，集成运放可以分为不同的类型，如低功耗运放、高速 运放和精密运放。
不同类型集成运放的区别：根据应用需求选择适合的类型，如低功耗、高速 或精密运放。
集成运放的性能等。
集成运放的应用注意事项：在设计中要注意信号电平、电源电压和负载特性 等因素的合理选取和匹配。
总结
集成运放具有优点和局限性。它提供了高度集成的运算放大器功能，简化了电路设计和制造工艺。 未来，集成运放的发展趋势是向更高性能、更低功耗和更小尺寸方向发展。 以上是本PPT课件的大纲，包含集成运放的基本概念、电路实现、应用实例、常见问题与解决方法以及选型及 应用注意事项。欢迎大家观看学习！
集成运放常见问题与解决方法
集成运放的电压偏移问题：通过调整电源电压、使用补偿电路或选择零漂较 小的运放来解决。
集成运算放大器的运用.pptx
度系数的热敏电阻RT,也可消除UT =kT/q引 起的温度漂移，实现温度稳定性良好的对数
运算关系。
第25页/共54页
•
二、反对数(指数)
•
指数运算是对数的逆运算，在电路结构上只要将对数运算器的电阻和
晶体管位置调换一下即可，如图7.1.16所示。
uBE
uo Rif RiC RISe UT
uBE ui
第7页/共54页
• 7.1.2
(Adder)
•1.反相输入求和电路 (Inver ting Adder)
•（ 1 ） 电 路 如 图 7 . 1 . 4 所 示 。 •直 流 平 衡 电 阻 ：
if Rf
R1 i1
ui1
i2 i-
ui2
-
RP R1 R2 R3 R f
R2
i+ +
+
uo
R3
（2）关系式：
图7.1.4 反相求和运算电路
因为反相端“虚地”(Virtual Ground)，
i1 i2 i f
ui1 ui2 uo
R1 R2
Rf
uo
Rf R1
ui1
Rf R2
ui 2
第8页/共54页
若 R1 R2 R
则
uo
Rf R
(ui1 ui2 )
例1：利用集成运放实现以下求和运算关系：
反向饱和电流的影响，RT是热敏电阻，用以补偿UT引起的温度漂移。由图
可见:
uo
(1
R3 R2 RT
)u A
uA
u BE 2
uBE1
UT
ln
ic 2 IS2
UT
ln
ic1 IS1
集成运算放大器PPT课件
因虚断，i– = 0 所以 ii1+ ii2 = if
ui1 ii1 R11
– +
+
R2
R2= R11 // R12 // RF
+ uo
ui1 u ui2 u u uo
R11
R12
RF
– 因虚短, u–= u+= 0
若 R11 = R12 = R1
则：uo 若 R1 = RF
RF R1
ui 2
平衡电阻：
R21 // R22 = R1 // RF
uo
(1
RF R1
)( R22 R21 R22
ui1
R21 R21 R22
ui2 )
第23页/共45页
反相加法运算电路的特点：
1. 输入电阻低；
ui2
R12
RF
2. 3.
共模电压低； 当改变某一路输入电阻时，
ui1
R11 – +
+
ui
–
R2
– +
+
+ uo
–
由虚短及虚断性质可得
u+= u-= 0, i1 = if
i1
ui R1
if
CF
duC dt
ui R1
CF
duC dt
CF
duo dt
uo
1 R1CF
uidt
第27页/共45页
若输入信号电压为恒定直流量，即 ui= Ui 时，则
1
uo R1CF
Uidt
Ui R1C F
电压表的量程选为 50 V 是否有意义？
解：(1)
uo
=－
集成运放的基本应用
集成运放的应用范围
信号放大
集成运放可以用于信号 的放大，实现信号的传
输和处理。
滤波器
集成运放可以用于构成 各种滤波器，如低通、 高通、带通、带阻滤波
器等。
电压比较器
模拟电路
集成运放可以用于构成 电压比较器，用于信号 的阈值检测和波形整形。
集成运放还可以用于模 拟电路中，如模拟运算 放大器、模拟乘法器等。
在模拟运算电路中的应用
01
02
03
加法器
集成运放可以构成加法器 电路，将多个输入信号按 比例相加，输出结果。
减法器
集成运放也可以构成减法 器电路，将两个输入信号 按比例相减，输出结果。
积分器
集成运放还可以构成积分 器电路，用于对输入信号 进行积分运算，输出结果。
在有源滤波器中的应用
低通滤波器
集成运放可以用于低通滤 波器，用于滤除高频噪声 或干扰，保留低频信号。
集成运放的功耗问题
总结词
集成运放的功耗问题主要表现在静态功耗和动态功耗上。
详细描述
静态功耗是指集成运放处于静止状态时的功耗，动态功耗则是指在工作状态下，随着输入 信号的变化而产生的功耗。
解决方案
可以采用低功耗的器件和电路设计，同时优化电源电压和时钟频率来降低功耗。此外，还 可以采用动态功耗管理技术，根据实际需求动态调整功耗。
05
集成运放的常见问题与解决 方案
集成运放的噪声问题
01
总结词
集成运放的噪声问题主要来源于内部元件的不完美性和外部环境的干扰。
02 03
详细描述
集成运放的制造过程中，由于工艺限制，内部元件难免存在不完美性， 这导致了噪声的产生。此外，外部环境的电磁干扰也可能对集成运放造 成噪声干扰。
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引起uo发生跳变得参考电压称为阈值电压（或 门槛电压），记为uT。
一、单门限比较器
只有一个阈值电压uT的比较器，传输曲线如图。
若 Ui > UT 时，VO = VOH 若 Ui < UT 时，VO = VOL
根据uT的取值不同可分为过零 比较器和一般门限比较器。
过零比较器用途非常广泛，在交流调压、电气控 制系统中经常使用。根据所接输入端得不同可以有 同相过零比较器和反相过零比较器。
Rf
uN up
uo
Rf R
(u I2 u I1)
二、求和运算电路
1、反相求和电路
R1 iI1 uI1
iF
Rf
uN - uO uI1 uN uI2 uN uI3 uN
Rf
R1
R2
R3
up uN 0
R2 uI2
uN -
uI3
iI2
iI
iN
A +
uP
uO
uo
Rf
uI1 R1
uI2 R2
uI3 R3
实际计算过程中采用理想运 放代替实际运放误差很小。
二、集成运放两个工作区域
1、理想运放工作在线性区时的特 点
输出电压与其两个输入端的电压之间存在 线性放大关系，即
uOAod(uu)
理想运放工作在线性区特点：
（1） 理想运放的差模输入电压等 于零
(u
u)
uO Aod
0
u u ——“虚短”
（2） 理想运放的输入电流等于零
一、产生震荡条件和正弦震荡电路
1、
.
放大电路在接通电源的瞬间,
Uo
随着电源电压由零开始的突然增
大, 电路受到扰动, 在放大器的
O
t
输入端产生一个微弱的扰动电压 ui, 经放大器放大、 正反馈, 再 放大、再反馈……, 如此反复循
a 起振Байду номын сангаас
b 稳幅 c
环, 输出信号的幅度很快增加。
这个扰动电压包括从低频到甚高频的各种频率的谐波成分。 为了能得到我们所需要 频率的正弦波信号, 必须增加选频网络, 只有在选频网络中心频率上的信号能通过, 其他频率的信号被抑制, 在输出端就会得到如图ab段所示的起振波形。
一般门限比较器
当uT≠0条件下构成的比较器，有两种电路形式。
R1
uREF为参考电压，根据比 uREF 较器在临界状态条件可求 ui
R2
uN -
uo, R
得电路的阈值电压。
uP +
uo
u NR 1R 1R 2u iR 1R 2R 2u RE F u P0
uT
ui
R2 R1
uREF
当 u RE F 0 ， u iu T ， u N0时u o ,， U OLu ou Z
2、同相比例运算电路
利用虚短和虚断得
vNvPvI
0vN vN vO
R1
Rf
Rf
vNvPvI
R1
vN
-
vP
A +
vO
vI
vO
(1
Rf R1
)vI
电压串联负反馈
电压跟随器
vN -
vP
A +
vO
vI
3、差动比例运算电路
u I1 u N u N u o
R
Rf
u I2 u p u p 0
R
二、滞回比较器
单门限电压比较器结构简单，灵敏度高。但抗干扰
能力差，如输入电压在uT附近时会造成uo反复跳动，
造成比较器工作不稳定。 为解决这一问题，可将比较器设置两个阈值，只要
干扰信号不超过这两个阈值比较器就不会跳变， 从而提高比较器的抗干扰能力。利用这种思想设 计出来的电压比较器称为滞回比较器。或称施密 特触发器。
由于 rid = ∞，两个输入端均没有电流，即
i i 0 ——“虚断”
2、理想运放工作在非线性区时的特点
传输特性
理想运放工作在非线性区特点：
（1） uO 的值只有两种可能
当 u+ > u 时，uO = + UOPP 当 u+ < u 时, uO = UOPP
在非线性区内，(u+ - u-)可能很大， 即 u+ ≠u-。 “虚地”不存在
R3 iI3 R4
R iR iF Rf
R1 iI1 uI1
uN -
2、同相求和运算电路
uI2
u p u I1 u p u I 2 u p u I 3 u p uI3
R2
iN
A +
iI2
uP R4
R3 iI3
uO
R4
R1
R2
R3
uN uo uN
R
Rf
uN up
3、加减运算电路
三、积分运算电路
第三章 集成运放的应用
第一节 概述
一、理想运放
对比较器电路的分析不能像对放大电路和运算电路的方法。 一般的分析方法是集中在输出跳变得瞬间所对应的ui来分析
uo与ui的对应关系。这时可认为电路满足uiP=uiN，iP=iN=0，
ui=uT。
一般电压比较器按uT的不同和连接方式的不同可 以有：
单门限比较器 滞回比较器 双限比较器
电路构成 如图所示，电路是在单门限比较器基础上增加了正反馈电路实现的。
R1
ui
R2
uREF
uN uP +
uo, R4 R3
uo
uZ
三、双限比较器
第四节 正弦波震荡电路
正弦波振荡电路的基础知识 自激振荡现象 扩音系统在使用中有时会发出刺耳的啸叫声,
其形成的过程如图所示。
扬声器
话筒
扩音机
u u
虚断：进入运放的电流为零。
i i 0
第三节 电压比较器
运放有两个工作区：线性工作区和非线性工作区。
运算电路使用的是运放的线性区 电压比较器使用的是运放的非线性区
概念及构成
通过对两输入电压的相对比较，在输出端得到高电平或低电 平结果的电路器件。
ui -
uo
uR +
uo与ui的函数关系uo=f(ui)称为电压传输特性。
uI R
0
ic
ic
C
d (0 dt
uo)
uo
1 RC
u I dt
四、微分运算电路
i1
C1
duI dt
u 0
iF
uo Rf
uOiFRf RfC1ddutI
实际运算中，不需要记忆以上公式，因为公式和电路图 是相匹配的，电路图变化，公式应做相应的变化。
只需要牢牢记住运放工作于线性区域：
虚短：同相输入端和反向输入端电位相等；
（2） 理想运放的输入电流等于零
i i 0
——“虚断”
实际运放 Aod ≠∞ ，当 u+ 与 u- 差 值比较小时，仍有 Aod (u+ - u)UOPP，运放工作在线性区。
但线性区范围很小。
例如：F007 的 Uopp = ± 14 V，Aod 2 × 105 ，线性区内输入电压范围
u
u
U OPP A od
14 V 2 10 5
70 μV
第二节 基本运算电路
一、比例运算电路
1、反相比例运算电路
（同相端电阻R2应与反相端电阻相等。）
Rf
由于运放的增益一般大于10的5次方
满足虚短虚断的要求：
vI
R1
vNA
105
-
vP
A +
vO
vNvP 0
R2
vI vN vN vO
R1
Rf
vO
Rf R1
vI
输出与输入反相
一、单门限比较器
只有一个阈值电压uT的比较器，传输曲线如图。
若 Ui > UT 时，VO = VOH 若 Ui < UT 时，VO = VOL
根据uT的取值不同可分为过零 比较器和一般门限比较器。
过零比较器用途非常广泛，在交流调压、电气控 制系统中经常使用。根据所接输入端得不同可以有 同相过零比较器和反相过零比较器。
Rf
uN up
uo
Rf R
(u I2 u I1)
二、求和运算电路
1、反相求和电路
R1 iI1 uI1
iF
Rf
uN - uO uI1 uN uI2 uN uI3 uN
Rf
R1
R2
R3
up uN 0
R2 uI2
uN -
uI3
iI2
iI
iN
A +
uP
uO
uo
Rf
uI1 R1
uI2 R2
uI3 R3
实际计算过程中采用理想运 放代替实际运放误差很小。
二、集成运放两个工作区域
1、理想运放工作在线性区时的特 点
输出电压与其两个输入端的电压之间存在 线性放大关系，即
uOAod(uu)
理想运放工作在线性区特点：
（1） 理想运放的差模输入电压等 于零
(u
u)
uO Aod
0
u u ——“虚短”
（2） 理想运放的输入电流等于零
一、产生震荡条件和正弦震荡电路
1、
.
放大电路在接通电源的瞬间,
Uo
随着电源电压由零开始的突然增
大, 电路受到扰动, 在放大器的
O
t
输入端产生一个微弱的扰动电压 ui, 经放大器放大、 正反馈, 再 放大、再反馈……, 如此反复循
a 起振Байду номын сангаас
b 稳幅 c
环, 输出信号的幅度很快增加。
这个扰动电压包括从低频到甚高频的各种频率的谐波成分。 为了能得到我们所需要 频率的正弦波信号, 必须增加选频网络, 只有在选频网络中心频率上的信号能通过, 其他频率的信号被抑制, 在输出端就会得到如图ab段所示的起振波形。
一般门限比较器
当uT≠0条件下构成的比较器，有两种电路形式。
R1
uREF为参考电压，根据比 uREF 较器在临界状态条件可求 ui
R2
uN -
uo, R
得电路的阈值电压。
uP +
uo
u NR 1R 1R 2u iR 1R 2R 2u RE F u P0
uT
ui
R2 R1
uREF
当 u RE F 0 ， u iu T ， u N0时u o ,， U OLu ou Z
2、同相比例运算电路
利用虚短和虚断得
vNvPvI
0vN vN vO
R1
Rf
Rf
vNvPvI
R1
vN
-
vP
A +
vO
vI
vO
(1
Rf R1
)vI
电压串联负反馈
电压跟随器
vN -
vP
A +
vO
vI
3、差动比例运算电路
u I1 u N u N u o
R
Rf
u I2 u p u p 0
R
二、滞回比较器
单门限电压比较器结构简单，灵敏度高。但抗干扰
能力差，如输入电压在uT附近时会造成uo反复跳动，
造成比较器工作不稳定。 为解决这一问题，可将比较器设置两个阈值，只要
干扰信号不超过这两个阈值比较器就不会跳变， 从而提高比较器的抗干扰能力。利用这种思想设 计出来的电压比较器称为滞回比较器。或称施密 特触发器。
由于 rid = ∞，两个输入端均没有电流，即
i i 0 ——“虚断”
2、理想运放工作在非线性区时的特点
传输特性
理想运放工作在非线性区特点：
（1） uO 的值只有两种可能
当 u+ > u 时，uO = + UOPP 当 u+ < u 时, uO = UOPP
在非线性区内，(u+ - u-)可能很大， 即 u+ ≠u-。 “虚地”不存在
R3 iI3 R4
R iR iF Rf
R1 iI1 uI1
uN -
2、同相求和运算电路
uI2
u p u I1 u p u I 2 u p u I 3 u p uI3
R2
iN
A +
iI2
uP R4
R3 iI3
uO
R4
R1
R2
R3
uN uo uN
R
Rf
uN up
3、加减运算电路
三、积分运算电路
第三章 集成运放的应用
第一节 概述
一、理想运放
对比较器电路的分析不能像对放大电路和运算电路的方法。 一般的分析方法是集中在输出跳变得瞬间所对应的ui来分析
uo与ui的对应关系。这时可认为电路满足uiP=uiN，iP=iN=0，
ui=uT。
一般电压比较器按uT的不同和连接方式的不同可 以有：
单门限比较器 滞回比较器 双限比较器
电路构成 如图所示，电路是在单门限比较器基础上增加了正反馈电路实现的。
R1
ui
R2
uREF
uN uP +
uo, R4 R3
uo
uZ
三、双限比较器
第四节 正弦波震荡电路
正弦波振荡电路的基础知识 自激振荡现象 扩音系统在使用中有时会发出刺耳的啸叫声,
其形成的过程如图所示。
扬声器
话筒
扩音机
u u
虚断：进入运放的电流为零。
i i 0
第三节 电压比较器
运放有两个工作区：线性工作区和非线性工作区。
运算电路使用的是运放的线性区 电压比较器使用的是运放的非线性区
概念及构成
通过对两输入电压的相对比较，在输出端得到高电平或低电 平结果的电路器件。
ui -
uo
uR +
uo与ui的函数关系uo=f(ui)称为电压传输特性。
uI R
0
ic
ic
C
d (0 dt
uo)
uo
1 RC
u I dt
四、微分运算电路
i1
C1
duI dt
u 0
iF
uo Rf
uOiFRf RfC1ddutI
实际运算中，不需要记忆以上公式，因为公式和电路图 是相匹配的，电路图变化，公式应做相应的变化。
只需要牢牢记住运放工作于线性区域：
虚短：同相输入端和反向输入端电位相等；
（2） 理想运放的输入电流等于零
i i 0
——“虚断”
实际运放 Aod ≠∞ ，当 u+ 与 u- 差 值比较小时，仍有 Aod (u+ - u)UOPP，运放工作在线性区。
但线性区范围很小。
例如：F007 的 Uopp = ± 14 V，Aod 2 × 105 ，线性区内输入电压范围
u
u
U OPP A od
14 V 2 10 5
70 μV
第二节 基本运算电路
一、比例运算电路
1、反相比例运算电路
（同相端电阻R2应与反相端电阻相等。）
Rf
由于运放的增益一般大于10的5次方
满足虚短虚断的要求：
vI
R1
vNA
105
-
vP
A +
vO
vNvP 0
R2
vI vN vN vO
R1
Rf
vO
Rf R1
vI
输出与输入反相