1、uoroAoduiduidri1. 運(yùn)算放大器的低頻等效電路運(yùn)算放大器的低頻等效電路7.1 集成運(yùn)放應(yīng)用基礎(chǔ)集成運(yùn)放應(yīng)用基礎(chǔ) u u+ uo 由于運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻高，由于運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻高，輸出電阻小，在分析時(shí)常將其理想化，稱其所謂輸出電阻小，在分析時(shí)常將其理想化，稱其所謂的的理想運(yùn)放理想運(yùn)放。理想運(yùn)放的條件：理想運(yùn)放的條件： 0A ir0ro )uu(Au0o uu0Ii 放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)，放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)，可以分開分析?？梢苑珠_分析。虛短路虛短路虛開路虛開路共模抑制比共模抑制比CMRR=2.理想運(yùn)算放大器理想運(yùn)算放大器線性區(qū)：線性區(qū)：uo = Auo(

2、(u+ u)非線性區(qū)：非線性區(qū)：u+ u 時(shí)，時(shí)， uo = +UoH u+u-時(shí)時(shí), uO+UOH當(dāng)當(dāng)u+ u 時(shí)，時(shí)， uo = + UoH u+0時(shí)：時(shí)：i11FouRRu ui0 時(shí)時(shí), Uo=UOH(正向飽和正向飽和)當(dāng)當(dāng) uiUR 時(shí)時(shí), Uo=UOH(正向飽和正向飽和)當(dāng)當(dāng) uiUR 時(shí)時(shí), Uo=UOL(負(fù)向飽和負(fù)向飽和) 同相比較器同相比較器傳輸特性傳輸特性反相比較器反相比較器+uoURuiuIURUOHuOUOLO傳輸特性傳輸特性當(dāng)當(dāng) uiUR 時(shí)時(shí), Uo=UOL(負(fù)向飽和負(fù)向飽和)uIUROuO UOHO UOLw tw t具有輸入保護(hù)和輸出限幅的比較器具有輸入保護(hù)和輸

3、出限幅的比較器 uIuO(a)VD1URR2VDzR1RpVD2uIuO(b)VD2VD1URR2VDzR1RpVD38.9.3 遲滯比較器遲滯比較器(滯回滯回)1、下行的遲滯比較器、下行的遲滯比較器(反相輸入反相輸入)分析：分析：1、因?yàn)橛姓答?，、因?yàn)橛姓答?，所以輸出飽和。所以輸出飽和?、當(dāng)、當(dāng)uo正飽和時(shí)：正飽和時(shí)：HoHRUURRRU2113、當(dāng)、當(dāng)uo負(fù)飽和時(shí)：負(fù)飽和時(shí)：LOLRUURRRU211比較電壓比較電壓UR由原由原來的輸出決定來的輸出決定+uoRR2R1uiUR傳輸特性傳輸特性U+HU+LU+H-U+L稱為回稱為回差差小于回差的干擾不會(huì)引起跳轉(zhuǎn)小于回差的干擾不會(huì)引起跳轉(zhuǎn)

4、下限閾值下限閾值上限閾值上限閾值uoui0UoH-UoLHoHRUURRRU211LoLRUURRRU211+uoRR2R1uiURtuiU+HU+LtuoUoH-UoL輸入正弦波的情況輸入正弦波的情況U+HU+Luoui0UoH-UoLRoHHURRRURRRU212211RoLLURRRURRRU212211加上參考電壓后的上下限加上參考電壓后的上下限(反相輸入反相輸入)+uoRR2R1uiUR當(dāng)當(dāng)uo=+UoH當(dāng)當(dāng)uo=-UoL傳輸曲線傳輸曲線uoui0U+HU+L+uoRR2R1uiURRoHHURRRURRRU212211RoLLURRRURRRU212211當(dāng)當(dāng)uiU+H +UoH

5、-UoL當(dāng)當(dāng)uiU+L -UoL+UoH(a) 同相滯回比較器R1R2R3uIURuO(b) 反相滯回比較器R1R2R3URuIuOiORuRRRuRRRuUu323322 2、上行的遲滯比較器、上行的遲滯比較器(同相輸入同相輸入)u+u-=UR uo=+UoHu+u-=UR uo=-UoLORiuRRURRu32321 設(shè)設(shè) uo=+UoH , uiu+u-=UR時(shí)，時(shí)， 使使uo=-UoL，所對(duì)應(yīng)的所對(duì)應(yīng)的uI值就是下值就是下限閾值限閾值, 即即 ORiuRRURRu32321 OHRTLURRURRU32321OLRTHURRURRU32321+uoRR2R1uiuR設(shè)設(shè) uo=-UoL

6、 , uiu+u-=UR時(shí)，時(shí)， 使使uo=+UoH，所對(duì)應(yīng)的所對(duì)應(yīng)的uI值就是值就是上限閾值上限閾值, 即即 IU+HU+Lui0UoH-UoL同相同相滯回比較器的傳輸特性滯回比較器的傳輸特性*8.10 集成運(yùn)放其它應(yīng)用集成運(yùn)放其它應(yīng)用8.10.1電壓源、電流源與電壓、電流的測量電壓源、電流源與電壓、電流的測量1、電壓源：、電壓源： 要求輸出電阻小要求輸出電阻小電路電路組成組成反向比例放大器反向比例放大器同相比例放大器同相比例放大器_+ + R2R1RPUoUs反向比例放大器組成的電壓源反向比例放大器組成的電壓源電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)1、同相比例放大器組成的電壓源的輸出、同相比例放大器組成的電壓源

7、的輸出大于輸入。大于輸入。2、反相比例放大器組成的電壓源輸出可、反相比例放大器組成的電壓源輸出可以小于輸入。以小于輸入。3、同相比例放大器的輸入電阻大，從信、同相比例放大器的輸入電阻大，從信號(hào)源取得的電流小。號(hào)源取得的電流小。2、電流源：、電流源： 要求輸出電阻大，要有電流要求輸出電阻大，要有電流負(fù)反饋。負(fù)反饋。_+ + R2R1RPUsRFRLFIL_+ + R2R1RPUsRFRLFILs12FURRU S1F2FF2FFLURRRRUR/RUI 負(fù)載負(fù)載懸地！懸地！R1R1+AR2R2uoUsRLIL負(fù)載接地的電流源負(fù)載接地的電流源1SLRUI 自己推導(dǎo)自己推導(dǎo)3、電壓、電流與電阻的測量

8、：、電壓、電流與電阻的測量：指針式萬用表的缺點(diǎn)：指針式萬用表的缺點(diǎn)：（1）不能測量微小電壓；）不能測量微小電壓；（2）Rg不是不是0或或 ，因此引起誤差，因此引起誤差；（3）作交流測量時(shí)，表盤刻度是非線性的，）作交流測量時(shí)，表盤刻度是非線性的，影響精度。影響精度。同相輸入的電流源可以作為電壓表同相輸入的電流源可以作為電壓表_+ + RFRGUxFIG輸入電阻大，相輸入電阻大，相當(dāng)于電壓表的內(nèi)當(dāng)于電壓表的內(nèi)阻是無窮。阻是無窮。IG正比于正比于UX_+ + RFRGUxFIGFXGRUI 選用：選用：IG=100 A，RF=10 ，則：，則：UX=IGRG=1mV此電路的優(yōu)點(diǎn)此電路的優(yōu)點(diǎn)1、能測量

9、較小的電壓；、能測量較小的電壓；2、輸入電阻高，對(duì)被測電路影響小；、輸入電阻高，對(duì)被測電路影響??；3、與、與RG無關(guān)，表頭的互換性好；無關(guān)，表頭的互換性好；4、RF小，可以做得較精密。小，可以做得較精密。電壓表擴(kuò)大量程電壓表擴(kuò)大量程_+ + RFRGFIG1mV電壓表電壓表R1R2R31mV10mV100mV分壓電阻的計(jì)算分壓電阻的計(jì)算取取R1=100kmV1mV10RRR211 mV1mV100RRRR3211 解出：解出：R2=900k, R3=1MR1R2R31mV10mV100mV電流表電流表_+ + RFRGFIG1mV電壓表電壓表100 10 A10 100 A1 1mAIRR=R

10、FIg=1mV+ R電阻表電阻表_+ + RFRGFIGSXXXURRRU R UsRXUXUX=UF=IGRF (1).半波整流電路半波整流電路+-uiDRL+-uo在普通的二極管線性在普通的二極管線性 檢波檢波電路中，由于硅二極管的正電路中，由于硅二極管的正向?qū)妷翰恍∮谙驅(qū)妷翰恍∮?.5V，當(dāng)當(dāng)Ui小于小于1V時(shí)，時(shí)，UO 誤差很大。誤差很大。 并且，二極管作為一個(gè)半導(dǎo)體元件，它很容并且，二極管作為一個(gè)半導(dǎo)體元件，它很容易受到溫度的影響，它還具有非線性特性，所易受到溫度的影響，它還具有非線性特性，所有這些先天不足，都是形成檢波誤差的根源。有這些先天不足，都是形成檢波誤差的根源。若把

11、普通二極管置于運(yùn)算放大器的反饋回路若把普通二極管置于運(yùn)算放大器的反饋回路中，就能大大削弱這些影響，提高電路的精度。中，就能大大削弱這些影響，提高電路的精度。8.10.2 精密整流電路精密整流電路tuio工作原理：工作原理：ui 0 時(shí)時(shí),uo1 0 , D2 導(dǎo)通導(dǎo)通,D1 截止截止,uo = 0 ; ui 0,D2 截止截止,D1 導(dǎo)通，此時(shí)導(dǎo)通，此時(shí):tuooi1FouRRu +uiuoR1RFR2D1D2Auo1顯然，只要運(yùn)放的輸顯然，只要運(yùn)放的輸出電壓大于二極管的出電壓大于二極管的正向電壓，正向電壓，D1 和和 D2 中中總有一個(gè)導(dǎo)通總有一個(gè)導(dǎo)通，另一，另一個(gè)截止，這個(gè)電路就個(gè)截止，這

12、個(gè)電路就能正常整流。能正常整流。 這個(gè)電路所要求的最小輸入電壓峰值為：這個(gè)電路所要求的最小輸入電壓峰值為：UD/Au UD 為二極管的正向電壓為二極管的正向電壓Au=RF/R1+uiuoR1RFR2D1D2Auo1思考題：思考題：如果我們希望獲得正半波如果我們希望獲得正半波性的輸入信號(hào)，怎么辦？性的輸入信號(hào)，怎么辦？二極管反向二極管反向+uiuoR1RFR2D1D2(2).全波整流電路全波整流電路在半波整流電路的基礎(chǔ)上，加一級(jí)加法運(yùn)算放在半波整流電路的基礎(chǔ)上，加一級(jí)加法運(yùn)算放大器，就組成了簡單的絕對(duì)值電路：大器，就組成了簡單的絕對(duì)值電路：+uiuoR1RF1R21D1D2+R11RF2R22R12A1A2u1左圖中左圖中A1 構(gòu)成半波整流構(gòu)成半波整流電路，在電路，在 R1 RF1 的條的條件下，有：件下，有：0( 當(dāng)當(dāng) ui 0 )- ui