第8章 集成运算放大器 习题参考答案(教学知识)

第8章  集成运算放大器 习题参考答案(教学知识)
第8章  集成运算放大器 习题参考答案(教学知识)

第8章集成运算放大器习题参考答案

一、填空题:

1. 理想运放同相输入端和反相输入端的“虚短”指的是同相输入端与反相输入端两点电位相等,在没有短接的情况下出现相当于短接时的现象。

2. 将放大器输出信号的全部或部分通过某种方式回送到输入端,这部分信号叫做反馈信号。使放大器净输入信号减小,放大倍数也减小的反馈,称为负反馈;使放大器净输入信号增加,放大倍数也增加的反馈,称为正反馈。放大电路中常用的负反馈类型有并联电压负反馈、串联电压负反馈、并联电流负反馈和串联电流负反馈。

3. 若要集成运放工作在线性区,则必须在电路中引入负反馈;若要集成运放工作在非线性区,则必须在电路中引入开环或者正反馈。集成运放工作在线性区的特点是输入电流等于零和输出电阻等于零;工作在非线性区的特点:一是输出电压只具有高电平、低电平两种稳定状态和净输入电流等于零;在运算放大器电路中,集成运放工作在线性区,电压比较器集成运放工作在非线性区。

4. 集成运放有两个输入端,称为同相输入端和反相输入端,相应有同相输入、反相输入和双端输入三种输入方式。

5. 放大电路为稳定静态工作点,应该引入直流负反馈;为提高电路的输入电阻,应该引入串联负反馈;为了稳定输出电压,应该引入电压负反馈。

6. 理想运算放大器工作在线性区时有两个重要特点:一是差模输入电压相同,称为“虚短”;二是输入电流为零,称为“虚断”。

二、判断题:

1. 放大电路一般采用的反馈形式为负反馈。(对)

5. 电压比较器的输出电压只有两种数值。(对)

6. 集成运放未接反馈电路时的电压放大倍数称为开环电压放大倍数。(对)

7. “虚短”就是两点并不真正短接,但具有相等的电位。(对)

8. “虚地”是指该点与接地点等电位。(对)

三、选择题:(每小题2分,共16分)

1. 理想运算放大器的开环放大倍数A U0为(A),输入电阻为(A),输出电阻为(B)。

A、∞;

B、0;

C、不定。

2. 集成运算放大器能处理(C)。

A、直流信号;

B、交流信号;

C、交流信号和直流信号。

3. 为使电路输入电阻高、输出电阻低,应引入(A)。

A、电压串联负反馈;

B、电压并联负反馈;

C、电流串联负反馈; D电流并联负反馈。

4. 在由运放组成的电路中,运放工作在非线性状态的电路是(D)。

A 、反相放大器;

B 、差值放大器;

C 、有源滤波器;

D 、电压比较器。

5. 集成运放工作在线性放大区,由理想工作条件得出两个重要规律是( C )。

A 、U +=U -=0,i +=i -;

B 、U +=U -=0,i +=i -=0;

C 、U +=U -,i +=i -=0;

D 、U +=U -=0,i +≠i -。

6. 利用集成运放构成电压放大倍数为-A 的放大器,∣A ∣>0应选用( A )。

A 、反相比例运算电路;

B 、同相比例运算电路;

C 、同相求和运算电路;

D 、反相求和运算电路。

四、问答题:

1. 集成运放一般由哪几部分组成?各部分的作用如何?

答:集成运放一般输入级、输出级和中间级及偏置电路组成。输入级一般采用差动放大电路,以使运放具有较高的输入电阻及很强的抑制零漂的能力,输入级也是决定运放性能好坏的关键环节;中间级为获得运放的高开环电压放大位数(103~107),一般采用多级共发射极直接耦合放大电路;输出级为了具有较低的输出电阻和较强的带负载能力,并能提供足够大的输出电压和输出电流,常采用互补对称的射极输出器组成;为了向上述三个环节提供合适而又稳定的偏置电流,一般由各种晶体管恒流源电路构成偏置电路满足此要求。

2. 何谓“虚地”?何谓“虚短”?在什么输入方式下才有“虚地”?若把“虚地”真正接“地”,集成运放能否正常工作?

答:电路中某点并未真正接“地”,但电位与“地”点相同,称为“虚地”;电路中两点电位相同,并没有真正用短接线相连,称为“虚短”,若把“虚地”真正接“地”,如反相比例运放,把反相端也接地时,就不会有i i =i f 成立,反相比例运算电路也就无法正常工作。

3. 集成运放的理想化条件是哪些?

答:集成运放的理想化条件有四条:①开环差模电压放大倍数A U0=∞; ②差模输入电阻r id =∞;

③开环输出电阻r 0=0;

④共模抑制比K CMR =∞。

五、计算题:

1. 理想运算放大器有哪些特点?什么是“虚断”和“虚短”?

解:开环电压放大倍数A u o →∞;

差模输入电阻r id →∞;

输出电阻r o →0;

共模抑制比K CMRR →∞。

-+≈u u

由于两个输入端间的电压为零,而又不是短路,故称为“虚短”;

0≈=-+i i

像这样,输入端相当于断路,而又不是断开,称为“虚断”。

差分运算放大器基本知识

一.差分信号的特点: 图1 差分信号 1.差分信号是一对幅度相同,相位相反的信号。差分信号会以一个共模信号 V ocm 为中心,如图1所示。差分信号包含差模信号和公模信号两个部分, 差模与公模的定义分别为:Vdiff=(V out+-V out- )/2,Vocm=(V out+ +V out- )/2。 2.差分信号的摆幅是单端信号的两倍。如图1,绿色表示的是单端信号的摆 幅,而蓝色表示的是差分信号的摆幅。所以在同样电源电压供电条件下,使用差分信号增大了系统的动态范围。 3.差分信号可以抑制共模噪声,提高系统的信噪比。In a differential system, keeping the transport wires as close as possible to one another makes the noise coupled into the conductors appear as a common-mode voltage. Noise that is common to the power supplies will also appear as a common-mode voltage. Since the differential amplifier rejects common-mode voltages, the system is more immune to external noise. 4.差分信号可以抑制偶次谐波,提高系统的总谐波失真性能。 Differential systems provide increased immunity to external noise, reduced even-order harmonics, and twice the dynamic range when compared to signal-ended system. 二.分析差分放大器电路 图2.差分放大器电路分析图

集成运放电路试题及答案

第三章集成运放电路 一、填空题 1、(3-1,低)理想集成运放的A ud= ,K CMR= 。 2、(3-1,低)理想集成运放的开环差模输入电阻ri= ,开环差模输出电阻ro= 。 3、(3-1,中)电压比较器中集成运放工作在非线性区,输出电压Uo只有或两种的状态。 4、(3-1,低)集成运放工作在线形区的必要条件是___________ 。 5、(3-1,难)集成运放工作在非线形区的必要条件是__________,特点是___________,___________。 6、(3-1,中)集成运放在输入电压为零的情况下,存在一定的输出电压,这种现象称为__________。 7、(3-2,低)反相输入式的线性集成运放适合放大 (a.电流、b.电压) 信号,同相输入式的线性集成运放适合放大 (a.电流、b.电压)信号。 8、(3-2,中)反相比例运算电路组成电压(a.并联、b.串联)负反馈电路,而同相比例运算电路组成电压(a.并联、b.串联)负反馈电路。 9、(3-2,中)分别选择“反相”或“同相”填入下列各空内。 (1)比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地,而比例运算电路中集成运放两个输入端的电位等于输入电压。 (2)比例运算电路的输入电阻大,而比例运算电路的输入电阻小。 (3)比例运算电路的输入电流等于零,而比例运算电路的输入电流等于流过反馈电阻中的电流。 (4)比例运算电路的比例系数大于1,而比例运算电路的比例系数小于零。 10、(3-2,难)分别填入各种放大器名称 (1)运算电路可实现A u>1的放大器。 (2)运算电路可实现A u<0的放大器。 (3)运算电路可将三角波电压转换成方波电压。 (4)运算电路可实现函数Y=aX1+bX2+cX3,a、b和c均大于零。 (5)运算电路可实现函数Y=aX1+bX2+cX3,a、b和c均小于零。 11、(3-3,中)集成放大器的非线性应用电路有、等。 12、(3-3,中)在运算电路中,运算放大器工作在区;在滞回比较器中,运算放大器工作在区。 13、(3-3,中)_________和_________是分析集成运算放大器线性区应用的重要依据。

集成运算放大电路单元测试题

集成运算放大电路单元测试题 一、单选题(每题2分) 1.对差分放大电路而言,下列说法不正确的为()。 A.可以用作直流放大器B.可以用作交流放大器 C.可以用作限幅器D.具有很强的放大共模信号的能力 2.差分放大电路如图所示,当有输入电压u i时,V1管集电极电流i C1=0.7mA,此时V2管集电极电位u C2等于()。 A. 5V B. 3V C. 7V D. 0V )。 A. 共基极放大电路 B. 互补对称放大电路 C. 差分放大电路 D. 电容耦合放大电路 4.把差分放大电路中的发射极公共电阻改为电流源可以() A.增大差模输入电阻B.提高共模增益 C.提高差模增益D.提高共模抑制比 5.某放大器的中频电压增益为40dB,则在上限频率f H处的电压放大倍数约为()倍。 A. 43 B. 100 C. 37 D. 70 27.对恒流源而言,下列说法不正确的为()。 A.可以用作偏置电路B.可以用作有源负载 C.交流电阻很大D.直流电阻很大 6.某双极型三极管多级放大电路中,测得A 1u =25,A 2 u =-10 ,A 3 u ≈1,则可判断这三级电路的组态分 别是()。 A. 共射极、共基极、共集电极 B. 共基极、共射极、共集电极 C. 共基极、共基极、共集电极 D. 共集电极、共基极、共基极 7.选用差分放大电路的主要原因是()。 A.减小温漂B.提高输入电阻C.稳定放大倍数D.减小失真 8.图示电路() A.等效为PNP管B.等效为NPN管 C.为复合管,其等效类型不能确定D.三极管连接错误,不能构成复合管

图号3401 9.某放大器输入电压为10mv时,输出电压为7V;输入电压为15mv时, 输出电压为6.5V,则该放大器的电压放大倍数为()。 A. 100 B. 700 C. -100 D. 433 37.设放大器的信号源内阻为R S,负载电阻为R L,输入、输出电阻分别为R i、R o,则当要求放大器恒压输出时,应满足()。 A. R o >>R L B. R o <>R S D. R S <

运算放大器基础

运算放大器核心是一个差动放大器。 就是两个三极管背靠背连着。共同分担一个横流源的电流。三极管一个是运放的 正向输入,一个是反向输入。正向输入的三极管放大后送到一个功率放大电路放 大输出。 这样,如果正向输入端的电压升高,那么输出自然也变大了。如果反相输入端电 压升高,因为反相三级管和正向三级管共同分担了一个恒流源。反向三级管电流 大了,那正向的就要小,所以输出就会降低。因此叫反向输入。 当然,电路内部还有很多其它的功能部件,但核心就是这样的。 数字电路即为TTL或C-MOS逻辑电路,而谈到模拟电路,首先就应想到运算放大器。但是,这里讲的运算放大器是怎样一个器件呢? 简而言之,运算放大器是具有两个输入端,一个输出端,以极大的放大率将两输入端之间的电压放大之后,传递到输出端的一种放大器。 如果以电路符号来表示运算放大器,则如 右图,可表示为三角形。它的两个输入部分分 别叫做非倒相输入(1N+)和倒相输入(IN-)。 它以极大的放大率将倒相输入端与非倒相输 人端之间的电压放大,然后从输出端(OUT)输 出。 模拟/zh2002202 发表于2007-04-09, 14:09 1.“虚断”和“虚短”概念 如果为了简化包含有运算放大器的电子电路,总是假设运算放大器是理想的,这样就有“虚短”和“虚断”概念。 “虚短”是指在理想情况下,两个输入端的电位相等,就好像两个输入端短接在一起,但事实上并没有短接,称为“虚短”。虚短的必要条件是运放引入深度负反馈。 “虚断”是指在理想情况下,流入集成运算放大器输入端电流为零。这是由于理想运算放大器的输入电阻无限大,就好像运放两个输入端之间开路。但事实上并没有开 路,称为“虚断”。 2.集成运算放大器线性应用电路 集成运算放大器实际上是高增益直耦多级放大电路,它实现线性应用的必要条件是引入深度负反馈。此时,运放本身工作在线性区,两输入端的电压与输出电压成线 性关系,各种基本运算电路就是由集成运放加上不同的输入回路和反馈回路构成。 在分析由运放构成的各种基本运算电路时,一定要抓住不同的输入方式(同相或反相)和负反馈这两个基本点。 3.有源滤波电路

集成运放基本应用之一—模拟运算电路

集成运放基本应用之一—模拟运算电路

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

实验十二集成运放基本应用之一——模拟运算电路 一、实验目的 1、了解并掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的原理与功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 理想运算放大器特性: 在大多数情况下,将运放视为理想运放,就是将运放的各项技术指标理想化,满足下列条件的运算放大器称为理想运放: 开环电压增益A ud=∞ 输入阻抗r i=∞ 输出阻抗r o=0 带宽f BW=∞ 失调与漂移均为零等。 理想运放在线性应用时的两个重要特性: (1)输出电压U O与输入电压之间满足关系式 U O=A ud(U+-U-) 由于A ud=∞,而U O为有限值,因此,U+-U-≈0。即U+≈U-,称为“虚短”。

(2)由于r i =∞,故流进运放两个输入端的电流可视为零,即I IB =0,称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则,可简化运放电路的计算。 基本运算电路 1) 反相比例运算电路 电路如图5-1所示。对于理想运放, 该电路的输出电压与输入电压之间的 关系为 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差,在同相输入端应接入平衡电阻R 2=R 1 // R F 。 图5-1 反相比例运算电路 图5-2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路 电路如图5-2所示,输出电压与输入电压之间的关系为 )U R R U R R ( U i22 F i11F O +-= R 3=R 1 / R 2 // R F 3) 同相比例运算电路 图5-3(a)是同相比例运算电路,它的输出电压与输入电压之间的关系为 i 1 F O )U R R (1U + = R 2=R 1 / R F 当R 1→∞时,U O =U i ,即得到如图5-3(b)所示的电压跟随器。图中R 2=R F , i 1 F O U R R U -=

集成运算放大器练习题及答案

第十章 练习题 1. 集成运算放大器是: 答 ( ) (a) 直接耦合多级放大器 (b) 阻容耦合多级放大器 (c) 变压器耦合多级放大器 2. 集成运算放大器的共模抑制比越大, 表示该组件: 答 ( ) (a) 差模信号放大倍数越大; (b) 带负载能力越强; (c) 抑制零点漂移的能力越强 3. 电路如图10-1所示,R F2 引入的反馈为 : 答 ( ) (a) 串联电压负反馈 (b) 并联电压负反馈 (c) 串联电流负反馈 (d) 正反馈 图10-1 4. 比例运算电路如图10-2所示,该电路的输出电阻为: 答 ( ) (a) R F (b) R 1+R F (c) 零 图10-2 5. 电路如图10-3所示,能够实现u u O i =- 运算关系的电路是: 答 ( ) (a) 图1 (b) 图2 (c) 图3 图10-3 6. 电路如图10-4所示,则该电路为: 答 ( )

(a)加法运算电路; (b)反相积分运算电路; (c) 同相比例运算电路 图10-4 7. 电路如图10-5所示,该电路为: 答 ( ) (a) 加法运算电路 (b) 减法运算电路 (c) 比例运算电路 O u i 1 u i2 图10-5 8. 电路如图10-6所示,该电路为: 答 ( ) (a) 加法运算电路 (b) 减法运算电路 (c) 比例运算电路 u O u i 1u i2 图10-6 9. 电路如图10-7所示,该电路为: 答 ( ) (a)比例运算电路 (b) 比例—积分运算电路 (c) 微分运算电路 O u 图10-7 10. 电路如图10-8所示 ,输入电压u I V =1,电阻R R 1210==k Ω, 电位器R P 的阻值为20k Ω 。 试求:(1) 当R P 滑动点滑动到A 点时,u O =? (2) 当R P 滑动点滑动到B 点时,u O =? (3) 当R P 滑动点滑动到C 点(R P 的中点)时 , u O =?

二级运算放大电路版图设计

1前言1 2二级运算放大器电路 1 2.1电路结构 1 2.2设计指标 2 3 Cadence仿真软件 3 3.1 schematic原理图绘制 3 3.2 生成测试电路 3 3.3 电路的仿真与分析 4 3.1.1直流仿真 4 3.1.2交流仿真 4 3.4 版图绘制 5 3.4.1差分对版图设计 6 3.4.2电流源版图设计 7 3.4.3负载MOS管版图设计 7 3.5 DRC & LVS版图验证 8 3.5.1 DRC验证 8 3.5.2 LVS验证 8 4结论 9 5参考文献 9

本文利用cadence软件简述了二级运算放大器的电路仿真和版图设计。以传统的二级运算放大器为例,在ADE电路仿真中实现0.16umCMOS工艺,输入直流电源为5v,直流电流源范围27~50uA,根据电路知识,设置各个MOS管合适的宽长比,调节弥勒电容的大小,进入stectre仿真使运放增益达到40db,截止带宽达到80MHz和相位裕度至少为60。。版图设计要求DRC验证0错误,LVS验证使电路图与提取的版图相匹配,观看输出报告,要求验证比对结果一一对应。 关键词:cadence仿真,设计指标,版图验证。 Abstract In this paper, the circuit simulation and layout design of two stage operational amplifier are briefly described by using cadence software. In the traditional two stage operational amplifier as an example, the realization of 0.16umCMOS technology in ADE circuit simulation, the input DC power supply 5V DC current source 27~50uA, according to the circuit knowledge, set up each MOS tube suitable ratio of width and length, the size of the capacitor into the regulation of Maitreya, the simulation of stectre amplifier gain reaches 40dB, the cut-off bandwidth reaches 80MHz and the phase margin of at least 60.. The layout design requires DRC to verify 0 errors, and LVS validation makes the circuit map matching the extracted layout, viewing the output report, and requiring verification to verify the comparison results one by one. Key words: cadence simulation, design index, layout verification.

(完整版)集成运算放大器练习题

集成运算放大器测试题 指导老师:高开丽班级:11机电姓名: _____________ 成绩: 一、填空题(每空1分,共20分) 1、集成运放的核心电路是__________ 电压放大倍数、_________ 输入电阻和_______ 输出电阻的电路。(填“低”、“高”) 2、集成运由_____________ 、______________ 、________________ 、___________ 四个部分组成。 3、零漂的现象是指输入电压为零时,输出电压_________________ 零值,出现忽大忽小得现象。 4、集成运放的理想特性为:________________ 、______________ 、_________ 、_____________ 。 5、负反馈放大电路由__________________ 和__________________ 两部分组成。 6、电压并联负反馈使输入电阻__________ ,输出电阻___________ 。 7、理想运放的两个重要的结论是_______________ 和_____________ 。 &负反馈能使放大电路的放大倍数________________ ,使放大电路的通频带展宽,使输出信号波形的非线性失真减小,__________ 放大电路的输入、输出电阻。 二、选择题(每题3分,共30分) 1、理想运放的两个重要结论是() A 虚断VI+=VI-,虚短i l+=il- B 虚断VI+=VI-=O ,虚短i l+=il-=O C 虚断VI+=VI-=O ,虚短i I+=iI- D 虚断i I+=iI-=0 ,虚断VI+=VI- 2、对于运算关系为V0=10VI的运算放大电路是() A反相输入电路B同相输入电路C电压跟随器D加法运算电路 3、电压跟随器,其输出电压为V0,则输入电压为() A VI B - VI C 1 D -1 4、同相输入电路,R仁10K,Rf=100K ,输入电压VI为10mv,输出电压V0为 () A -100 mv B 100 mv C 10 mv D -10 mv

集成运算放大器的基本应用

实验名称 集成运算放大器的基本应用 一.实验目的 1.掌握集成运算放大器的正确使用方法。 2.掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法。 3.学习正确使用示波器交流输入方式和直流输入方式观察波形的方法,重点掌握积分输入,输出波形的测量和描绘方法。 二.实验元器件 集成运算放大器 LM324 1片 电位器 1k Ω 1只 电阻 100k Ω 2只;10k Ω 3只;5.1k Ω 1只;9k Ω 1只 电容 0.01μf 1只 三、预习要求 1.复习由运算放大器组成的反相比例、反相加法、减法、比例积分运算电路的工作原理。 2.写出上述四种运算电路的vi 、vo 关系表达式。 3.实验前计算好实验内容中得有关理论值,以便与实验测量结果作比较。 4.自拟实验数据表格。 四.实验原理及参考电路 本实验采用LM324集成运算放大器和外接电阻、电容等构成基本运算电路。 1. 反向比例运算 反向比例运算电路如图1所示,设组件LM324为理想器件,则 11 0υυR R f -=

R f 100k R 1 10k A 10k R L v o v 1 R 9k 图1 其输入电阻1R R if ≈,图中1//R R R f ='。 由上式可知,改变电阻f R 和1R 的比值,就改变了运算放大器的闭环增益vf A 。 在选择电路参数是应考虑: ○ 1根据增益,确定f R 与1R 的比值,因为 1 R R A f vf - = 所以,在具体确定f R 和1R 的比值时应考虑;若f R 太大,则1R 亦大,这样容易引起较大的失调温漂;若f R 太小,则1R 亦小,输入电阻if R 也小,可能满足不了高输入阻抗的要求,故一般取f R 为几十千欧至几百千欧。 若对放大器输入电阻有要求,则可根据1R R i =先确定1R ,再求f R 。 ○ 2运算放大器同相输入端外接电阻R '是直流补偿电阻,可减小运算放大器偏执电流产生的不良影响,一般取1//R R R f =',由于反向比例运算电路属于电压并联负反馈,其输入、输出阻抗均较低。 本次试验中所选用电阻在电路图中已给出。 2. 反向比例加法运算 反向比例加法运算电路如图2所示,当运算放大器开环增益足够大时,其输入端为“虚地”,11v 和12v 均可通过1R 、2R 转换成电流,实现代数相加,其输出电压 ??? ??+-=122111 v R R v R R v f f o 当R R R ==21时 ()1211v v R R v f o +- = 为保证运算精度,除尽量选用精度高的集成运算放大器外,还应精心挑选精度高、稳定性好的电阻。f R 与R 的取值范围可参照反比例运算电路的选取范围。 同理,图中的21////R R R R f ='。

第4章集成运算放大电路课后习题及答案

第4章集成运算放大电路 —一填空题 1、集成运放内部电路通常包括四个基本组成部分,即____________ 、 ______________ 、 ____________ 和___________________ 。 2、为提高输入电阻,减小零点漂移,通用集成运放的输入级大多采用_______________________ 电路;为了减小输出电阻,输出级大多采用 _____________________ 电路。 3、在差分放大电路发射极接入长尾电阻或恒流三极管后,它的差模放大倍数A ud将 , 而共模放大倍数A uc将______ ,共模抑制比K CMR将_________ 。 4、差动放大电路的两个输入端的输入电压分别为“I8mV和U i2 10mV,则差模 输入电压为__________ ,共模输入电压为 ___________ 。 5、差分放大电路中,常常利用有源负载代替发射极电阻R e,从而可以提高差分放大电 路的______________________ 。 6、工作在线性区的理想运放,两个输入端的输入电流均为零,称为虚______ ;两个输入 端的电位相等称为虚__________ ;若集成运放在反相输入情况下,同相端接地,反相端又称 虚___________ ; 即使理想运放器在非线性工作区,虚 _______ 结论也是成立的。 7、共模抑制比K CMR等于 _________________ 之比,电路的K CMR越大,表明电路___________ 越强。 答案:1、输入级、中间级、输出级、偏置电路;2、差分放大电路、互补对称电路;3、不变、减小、增大;4、-18mV, 1mV ;5、共模抑制比;6、断、短、地、断;7、差模电压放大倍数与共模电压放大倍数,抑制温漂的能力。 二选择题 1、集成运放电路采用直接耦合方式是因为_________ 。 A ?可获得很大的放大倍数 B.可使温漂小C.集成工艺难以制造大容量电容

集成运放大器的基础知识

课题集成运放大器的基础知识所属章节第三章:集成运算放大器 教学目的1、了解集成运放的组成的符号 2、掌握理想运放的两个重要结论 教学重点1、运算放大器的组成 2、运算放大器的电路符号 3、运算放大器的主要参数 4、理想运算放大器 教学方法讲授法、多媒体课件教学 课题引入 集成运算放大器最早应用于模拟计算机中,如完成加法、减法等数学运算。而今主要有来完成信号的产生、转换、处理等,集成运算放大器已得到广泛应用。 授课内容 一、集成运算放大器的组成及符号 集成运算放大器实质上是一种双端输入、单端输出,具有高增益,高输入阻抗、低输出阻抗的多极直接耦合放大电路。 1、电路组成 集成运放内部组成框图如图所示。 ①输入级 输入级又称前置级,它往往是一个双端输入的高性能差分放大电路。一般要求其输入电阻高,差模放大倍数大,抑制共模信号的能力强,静态电流小。 ②中间级 中间级是整个放大电路的主要放大电路。其作用是使集成运放具有较强的放大能力,多采用共射(或共源)放大电路。而且为了提高电压放大倍数,经常采用复合管做放大管,以恒流源作集电极负载。其电压放大倍数可达千倍以上。 ③输出级 输出级具有输出电压线性范围宽,输出电阻小(即带负载能力强),非线性失真小等优点。多采用互补对称发射极输出电路。 ④偏置电路 偏置电路用于设置集成运放各级放大电路的静态工作点。与分 授课内容立元件不同,集成运放多采用电流源电路为各级提供合适的集电

极(或发射极、漏极)静态工作电流,从而确定了合适的静态工作点。 2、电路符号 旧标准新标准 二、集成运放的主要参数 1、开环差模电压放大倍数Avd 在集成运放无外加反馈时的直流差模放大倍数称为开环差模电压放大倍数。 2、共模抑制比K CMR 共模抑制比等于差模放大倍数与共模放大倍数之比的绝对值, 3、差模输入电阻R id 集成运放在输入差模信号时的输入电阻。 4、输出电阻Ro 集成运放开环状态下的输出电阻。 5、输入失调电压v IO 理想集成运放,当输入为零时,输出也为零。但实际集成运放的差分输入级不易做到完全对称,在输入为零时,输出电压可能不为零。为使其输出为零,人为的在输入端加一补偿电压,称此补偿电压为输入失调电压,用v IO表示。 6、输入失调电流I IO 集成运放在常温下,当输出电压为零时,两输入端的静态电流之差,称为输入失调电流,用I IO表示, 三、理想集成运算放大器 理想运算放大器的条件: 1、开环差模增益(放大倍数)A vd=∞; 2、差模输入电阻R id =∞; 3、输出电阻Ro=0; 4、共模抑制比K CMR=∞; 两条重要结论: ①理想集成运放两输入端的净输入电压等于零。即 v i =v N -v P =0 v N =v P, 通常称为“虚短”。 ②理想集成运放的两输入端电流均为零。即 i N -i P =0,通常称为“虚断” 。 课堂练习1、集成运放电路是一种高增益的放大器,它的内部电

运算放大器技术合集:运放工作原理、基础及经典电路分析

运算放大器技术合集:运放工作原理、基础及经典电路分析 一、入门篇:运算放大器的工作原理、基础 *运算放大器的工作原理 运算放大器具有两个输入端和一个输出端,如图1-1所示,其中标有“+”号的输入端为“同相输入端”而不能叫做正端),另一只标有“一”号的输入端为“反相输入端”同样也不能叫做负端,如果先后分别从这两个输入端输入同样的信号,则在输出端会得到电压相同但极性相反的输出信号:输出端输出的信号与同相输人端的信号同相,而与反相输入端的信号反相。 运算放大器所接的电源可以是单电源的,也可以是双电源的,如图1-2所示。运算放大器有一些非常有意思的特性,灵活应用这些特性可以获得很多独特的用途,总的来说,这些特性可以综合为两条: 1、运算放大器的放大倍数为无穷大。 2、运算放大器的输入电阻为无穷大,输出电阻为零。 现在我们来简单地看看由于上面的两个特性可以得到一些什么样的结论。 首先,运算放大器的放大倍数为无穷大,所以只要它的输入端的输入电压不为零,输出端就会有与正的或负的电源一样高的输出电压本来应该是无穷高的输出电压,但受到电源电压的限制。准确地说,如果同相输入端输入的电压比反相输入端输入的电压高,哪怕只高极小的一点,运算放大器的输出端就会输出一个与正电源电压相同的电压;反之,如果反相输入端输入的电压比同相输人端输入的电压高,运算放大器的输出端就会输出一个与负电源电压相同的电压(如果运算放大器用的是单电源,则输出电压为零)。 其次,由于放大倍数为无穷大,所以不能将运算放大器直接用来做放大器用,必须要将输出的信号反馈到反相输入端(称为负反馈)来降低它的放大倍数。如图1-3中左图所示,R1的

第一章 集成运算放大器测试题

第一章 集成运算放大器自测题 一、填空题 二、分析计算题 1、某运算放大器电路如图1所示,运算放大器为理想的,且电阻值R 为已知,设输入信号为s v 。试问: (1)当输入信号s v 仅接在端口A 处,端口B 接地,试求该放大器的电压增益 s o v v G = ,从A 点看进去的输入阻抗i R ,输出阻抗o R 分别为多少? (2)当输入信号s v 仅接在端口B 处,端口A 接地,试求该放大器的电压增益 s o v v G = ,从B 点看进去的输入阻抗i R ,输出阻抗o R 分别为多少? (3)当输入信号s v 跨接在端口A 、B 处时,且要求s v 信号A 端为正,B 端为负,

试求该放大器的电压增益s o v v G =,从A 、B 点看进去的输入阻抗i R ,输出阻抗o R 分别为多少? R 20o v 2、在图2所示的运算放大器电路中,假设运算放大器试理想的,并且各电阻为已知值。 (1)试写出输出函数的表达式(要求有过程)。 (2)试求图中所示的输入阻抗i R 和输出阻抗o R 。 1 v 2 v o 3、米勒积分器电路如图3(a )所示,且初始输入电压和输出电压均为0,时间常数为mS RC 1==τ 。若输入的波形如图3(b )所示,试画出输出的波形(要求坐标对齐并标明数值)。 o v 图3 i v 4、图4所示的电路为浮动负载(两个连接端都没接地的负载提供电压),这在电 源电路中有很好的应用性,假设运算放大器是理想的。 (1)当节点A 输入峰峰值为1V 的正弦波i v 时,试画出节点B 、节点C 对地时

的电压波形,并画出o v 的波形。 (2)电压增益 i o v v 为多少? C B 图4 i v 5、图5为实用的单电源供电的自举式同相交流电压放大器电路,假设运算放大器是理想的。已知Ω===K R R R 10431,Ω=K R 502,Ω=M R 15。 F C C C μ10321===,V V CC 15+=。问: (1)放大器的各信号端口的直流电位为多少?电容321C C C 、、的作用是什么? (2)交流放大倍数 i o v v 为多少,输入阻抗 i R 为多大? o 6、在图6所示的电路中,比较器的输出电压的最大值为V 10±。试画出个电路 的电压传输特性曲线。 1 o v 图6 2 o v (a) (c) v 2(b) v 33 o i v

集成运算放大器练习试题和答案解析

第十章练习题 1. 集成运算放大器是:答( ) (a) 直接耦合多级放大器 (b) 阻容耦合多级放大器 (c) 变压器耦合多级放大器 2. 集成运算放大器的共模抑制比越大,表示该组件:答( ) (a) 差模信号放大倍数越大; (b) 带负载能力越强; (c) 抑制零点漂移的能力越强 3. 电路如图10-1 所示,R F2 引入的反馈为:答( ) (a) 串联电压负反馈(b) 并联电压负反馈 (c) 串联电流负反馈(d) 正反馈 R F1 u i R1 - ∞ -∞ + + ++ u O R 2 R F2 R 3 图10-1 4. 比例运算电路如图10-2 所示,该电路的输出电阻为:答( ) (a) R F (b) R1+R F (c) 零 R F R1- ∞ u i+ +u O 图10-2 5. 电路如图10-3 所示,能够实现u u O i 运算关系的电路是:答( ) (a) 图1 (b) 图2 (c) 图3 专业知识整理分享

图10-3 5. 电路如图10-4 所示,则该电路为:答( ) (a) 加法运算电路;(b) 反相积分运算电路;(c) 同相比例运算电路 R F R1- ∞ + u i R 2 + 图10-4 6. 电路如图10-5 所示,该电路为:答( ) (a) 加法运算电路(b) 减法运算电路(c) 比例运算电路 R R - ∞ u O u i1 R + + u i2 R 图10-5 7. 电路如图10-6 所示,该电路为:答( ) (a) 加法运算电路(b) 减法运算电路(c) 比例运算电路 R u i1 u i2 R R - ∞ + +u O R 图10-6 8. 电路如图10-7 所示,该电路为:答( ) (a) 比例运算电路(b) 比例—积分运算电路(c) 微分运算电路 专业知识整理分享

集成运放组成的基本运算电路实验报告

实验报告课程名称:电路与电子技术实验指导老师: 成绩: 实验名称:集成运放组成的基本运算电路实验实验类型:同组学生:一、实验目的和要求(必填)二、实验容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.研究集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电路的功能; 2.掌握集成运算放大电路的三种输入方式。 3.了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题; 4.理解在放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大电路各项性能指标的影响; 5.学会用集成运算放大器实现波形变换 二、实验容和原理 1.实现两个信号的反相加法运算 2.输入正弦波,示波器观察输入和输出波形,毫伏表测量有效值 3.实现单一信号同相比例运算(选做) 4.输入正弦波,示波器观察输入和输出波形,毫伏表测量有效值,测量闭环传输特性:Vo = f (Vs) 5.实现两个信号的减法(差分)运算 6.输入正弦波,示波器观察输入和输出波形,毫伏表测量有效值 7.实现积分运算(选做) 8.设置输出初态电压等于零;输入接固定直流电压,断开K2,进入积分;用示波器观察输出变化(如何设轴,Y轴和触发方式) 9.波形转换—方波转换成三角波 10.设:Tp为方波半个周期时间;τ=R2C 11.在T p<<τ、T p ≈τ、T p>>τ三种情况下加入方波信号,用示波器观察输出和输入波形,记录线性 三、主要仪器设备 1.集成运算电路实验板;通用运算放大器μA741、电阻电容等元器件; 2.MS8200G型数字多用表;XJ4318型双踪示波器;XJ1631数字函数信号发生器;DF2172B型交流电压表; 型可调式直流稳压稳流电源。

2016东南大学模电实验1运算放大器地基本应用

东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称:模拟电子电路实验 第1 次实验 实验名称:运算放大器的基本应用 院(系):吴健雄学院专业:电类强化班

姓名:学号:610142 实验室:实验组别: 同组人员:实验时间:2016年4月10日评定成绩:审阅教师: 一、实验目的 1.熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法; 2.熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法; 3.了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度 漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等)的基本概念; 4.熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法; 5.掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。

二、预习思考 1.查阅LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数, 解释参数含义。

2.设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri>10K?,RF=100 k?,并用multisim 仿真。 其中分压电路由100k?的电位器提供,与之串联的510?电阻起限流的作用。 3.设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri>10K?,RF=100 k?,并用multisim 仿真。

三、实验容 1.基本要求 容一: 反相输入比例运算电路各项参数测量实验(预习时,查阅LM324 运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义)。 图1.1 反相输入比例运算电路LM324 管脚图 1)图1.1 中电源电压±15V,R1=10kΩ,RF=100 kΩ,RL=100 kΩ,RP=10k//100k Ω。按图连接电路,输入直流信号Ui 分别为-2V、-0.5V、0.5V、2V,用万用表测量对应不同Ui 时的Uo 值,列表计算Au 并和理论值相比较。其中Ui 通过电阻分压电路产生。

运算放大器基本电路——11个经典电路

运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。特搜罗天下运放电路之应用,来个“庖丁解牛”,希望各位从事电路板维修的同行,看完后有所收获。 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一个反向放大器,然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了!偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者,结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!其它专业毕业的更是可想而知了。今天,芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。 虚短和虚断的概念 由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80dB 以上。而运放的输出电压是有限的,一般在10V~14V。因此运放的差模输入电压不足1mV,两输入端近似等电位,相当于“短路”。开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。 “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。 由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚假开路,简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。 在分析运放电路工作原理时,首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你,让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器(其实在维修中和大多数设计过程中,把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题)。 好了,让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”,开始“庖丁解牛”了。

实验--集成运算放大器的基本应用

实验--集成运算放大器的基本应用

实验集成运算放大器的基本应用(Ⅱ)——有源滤波器一、实验目的 1、熟悉用运放、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波和带通、带阻滤波器。 2、学会测量有源滤波器的幅频特性。 二、实验原理 (a)低通(b)高通 (c) 带通(d)带阻 图9-1 四种滤波电路的幅频特性示意图 由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器,其功能是让一定频率范围内的信号通过,抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面,但因受运算放大器频带限制,这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择不同,可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四种滤波器,它们的幅频特性如图9-1所示。

具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的,只能用实际的幅频特性去逼近理想的。一般来说,滤波器的幅频特性越好,其相频特性越差,反之亦然。滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快,但RC 网络的节数越多,元件参数计算越繁琐,电路调试越困难。任何高阶滤波器均可以用较低的二阶RC 有滤波器级联实现。 1、 低通滤波器(LPF ) 低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。 如图9-2(a )所示,为典型的二阶有源低通滤波器。它由两级RC 滤波环节与同相比例运算电路组成,其中第一级电容C 接至输出端,引入适量的正反馈,以改善幅频特性。 图9-2(b )为二阶低通滤波器幅频特性曲线。 (a)电路图 (b)频率特性 图9-2 二阶低通滤波器 电路性能参数 1 f uP R R 1A += 二阶低通滤波器的通带增益 RC 2π1f O = 截止频率,它是二阶低通滤波 器通带与阻带的界限频率。 uP A 31Q -= 品质因数,它的大小影响低 通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。

运算放大器的仿真实验

实 验 报 告 册 指导教师邱刚 课程名称模拟电子技术基础 实验名称集成运算放大器的设计 实验类型设计 学院名称电子与信息工程专业电子与信息工程

年级班级2011级电信3班学生姓名赵明贵 学号201107014314 成绩 2012年11月29日实验四集成运算放大器的设计 运算放大器应用电路的设计与制作 一.实验目的 1.掌握运算放大器和滤波电路的基本工作原理; 2.掌握运用运算放大器实现滤波电路的原理方法; 3.会用Multisim10对电路进行仿真分析; 二.实验内容 1.讲解运算放大器和滤波电路的基本工作原理; 2.讲解用运算放大器实现滤波电路的原理方法; 3.用Multisim10对二阶有源低通滤波电路进行仿真分析; 三.实验仪器 Multisim10软件;电阻若干,导线若干,线路板一块,ua741运放两个,万用表,实验箱。 四.实验原理 集成运算放大器是高增益的直流放大器。在它的输入端和输出端之间加上不同的反馈网络,就可以实现各种不同的电路功能。可实现放大功能及加、减、微分、积分、对数、乘、除等模拟运算及其他非线性变换功能;将正、负两种反

馈网络相结合,还可具有产生各种模拟信号的功能。 本实验着重以输入和输出之间施加线性负反馈网络后所具有的运算功能进行研究。理想运放在线性运用时具有以下重要特性: (1)理想运放的同相和反相输入端电流近似为零,即。 (2)理想运放在作线性放大时,两输入端电压近似相等,即:。 1.反相放大器 信号由反相端输入,电路如图3-1所示。在理想条件下,放大器的闭环增益。 增益要求确定之后,与的比值即确定,在选择其值时需注意:与不要过大,否则会引起较大的失调温漂;但也不要过小,否则无法满足输入阻抗的要求。一般取为几十千欧至几百千欧。 当时,放大器的输出电压等于其输入电压的负值。此时,它具有反相跟随的作用,称之为反相器。 2.同相放大器 信号由同相端输入,电路如图3-2所示。在理想条件下,放大器的闭环增益为 图3-1 反相放大器图3-2 同相放大器当为有限值时,放大器增益恒大于1。当→∞(或=0)时,同相

相关文档
最新文档