1、Chap第第5章章集成運(yùn)放電路集成運(yùn)放電路成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化工程系自動(dòng)化工程系 雷永鋒雷永鋒2013Chap第第5 5章章 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器5.1 5.1 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器5.2 5.2 反饋放大電路反饋放大電路5.3 5.3 信號(hào)的運(yùn)算與處理電路信號(hào)的運(yùn)算與處理電路 5.3.1 5.3.1 運(yùn)算電路運(yùn)算電路5.3.2 5.3.2 模擬計(jì)算模擬計(jì)算5.3.3 5.3.3 有源濾波器有源濾波器5.3.4 5.3.4 電流電流- -電壓變換器電壓變換器5.3.5 5.3.5 電壓比較器電壓比較器Chap5.1 5.1 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)

2、算放大器集成電路：應(yīng)用半導(dǎo)體工藝,將管 子電阻,導(dǎo)線制造在一塊硅片上 的固體器件5.1.1 5.1.1 集成運(yùn)算放大器的概述集成運(yùn)算放大器的概述 集成電路模擬數(shù)字集成電路線性非線性穩(wěn)壓器運(yùn)算放大器寬頻帶放大器功率放大器模擬乘法器模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器模擬鎖相環(huán)特點(diǎn)：特點(diǎn)： 電阻幾十電阻幾十 幾十幾十K , 高阻用晶體管代替高阻用晶體管代替 電容電容,電感制作困難電感制作困難, 來用直接耦合來用直接耦合 二極管用三極管集基短接二極管用三極管集基短接, 用發(fā)射結(jié)代替用發(fā)射結(jié)代替 對(duì)稱性要求高對(duì)稱性要求高差放差放退出退出Chap集成電路的發(fā)展集成電路的發(fā)展1952年，Darmil提出制造IC的設(shè)想，英

3、國(guó)1957年，Si晶體觸發(fā)器，英國(guó)1958年，第一塊IC， TI公司德州儀器 (Texas Instruments) ，美國(guó)1961年，商業(yè)化，美國(guó)集成電路的規(guī)模、最新進(jìn)展及我國(guó)的現(xiàn)狀集成電路的規(guī)模、最新進(jìn)展及我國(guó)的現(xiàn)狀Chap1 1 通用型集成電路運(yùn)算放大器通用型集成電路運(yùn)算放大器 Chap2. 2. 專用型集成電路運(yùn)算放大器專用型集成電路運(yùn)算放大器一、高輸入阻抗型：一、高輸入阻抗型：1、特點(diǎn)：差模輸入電阻、特點(diǎn)：差模輸入電阻rid(1091012) ,輸入偏置電流輸入偏置電流IIB為幾個(gè)為幾個(gè)PA幾十個(gè)幾十個(gè)PA。2、構(gòu)成：利用、構(gòu)成：利用FET輸入阻抗高、輸入阻抗高、BJT電壓增益高的優(yōu)

4、點(diǎn)，相結(jié)合而構(gòu)成差分輸入級(jí)電路電壓增益高的優(yōu)點(diǎn)，相結(jié)合而構(gòu)成差分輸入級(jí)電路3、應(yīng)用：生物醫(yī)學(xué)電信號(hào)測(cè)量和精密放大電路、有源濾波器、取樣、應(yīng)用：生物醫(yī)學(xué)電信號(hào)測(cè)量和精密放大電路、有源濾波器、取樣-保持放大器，對(duì)保持放大器，對(duì) 數(shù)和反對(duì)數(shù)放大器和模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器等。數(shù)和反對(duì)數(shù)放大器和模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器等。二、二、高精密、低漂移型：高精密、低漂移型：2、構(gòu)成：采用超、構(gòu)成：采用超 BJT管、低噪聲差分式輸入級(jí)和減小溫漂的自動(dòng)控溫電路及低溫度管、低噪聲差分式輸入級(jí)和減小溫漂的自動(dòng)控溫電路及低溫度 系數(shù)的精密電阻組成電路。系數(shù)的精密電阻組成電路。3、應(yīng)用：用于毫伏量級(jí)或更低的微弱信號(hào)的精密檢測(cè)、精密模擬計(jì)

5、算、高精度穩(wěn)壓電、應(yīng)用：用于毫伏量級(jí)或更低的微弱信號(hào)的精密檢測(cè)、精密模擬計(jì)算、高精度穩(wěn)壓電 源及自動(dòng)控制儀表中。源及自動(dòng)控制儀表中。三、三、高速型高速型：1、特點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速率、特點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速率SR30V/us最高可達(dá)幾百伏最高可達(dá)幾百伏/us，單位增益帶寬，單位增益帶寬BWG10MHZ。2、構(gòu)成：盡量采用構(gòu)成：盡量采用NPN型管，采用型管，采用FET和和BJT相兼容的相兼容的BiFET或用全或用全MosFET結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。3、應(yīng)用：應(yīng)用于快速、應(yīng)用：應(yīng)用于快速A/D和和D/A轉(zhuǎn)換器、有源濾波器、高速取樣轉(zhuǎn)換器、有源濾波器、高速取樣-保持電路、鎖相環(huán)、保持電路、鎖相環(huán)、 精密比較器和視頻放大器中。精密

6、比較器和視頻放大器中。四、四、低功耗型低功耗型：1、特點(diǎn)：電源電壓、特點(diǎn)：電源電壓 15V時(shí)，時(shí)，Pmax 6mW，或低電源電壓（如，或低電源電壓（如1.54V）時(shí)，具有低的）時(shí)，具有低的 靜態(tài)功耗和保持良好的電氣性能靜態(tài)功耗和保持良好的電氣性能2、結(jié)構(gòu)：采用外接偏置電阻和用有源負(fù)載代替高阻值的電阻電路。、結(jié)構(gòu)：采用外接偏置電阻和用有源負(fù)載代替高阻值的電阻電路。3、應(yīng)用：對(duì)能源有嚴(yán)格限制的遙測(cè)、遙感、生物醫(yī)學(xué)和空間技術(shù)研究設(shè)備中。、應(yīng)用：對(duì)能源有嚴(yán)格限制的遙測(cè)、遙感、生物醫(yī)學(xué)和空間技術(shù)研究設(shè)備中。五、五、高壓型高壓型：1、特點(diǎn)：具有高輸出電壓或大的輸出功率。、特點(diǎn)：具有高輸出電壓或大的輸出功率

7、。2、結(jié)構(gòu)：利用、結(jié)構(gòu)：利用BJT的的cb結(jié)和單管的半接方式來提高耐壓，或用結(jié)和單管的半接方式來提高耐壓，或用FET的輸入級(jí)。的輸入級(jí)。Chap4. 4. 集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù) （） 開環(huán)電壓增益開環(huán)電壓增益 103107（60140dB） （） 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓 當(dāng)輸入電壓ui=0時(shí)，u00 （） 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流 IOS=|IB1-IB2| （） 輸入偏置電流輸入偏置電流 (IB1+IB2)/2 （） 最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓 一般為5V；F007型的則為30V （） 靜態(tài)功耗靜態(tài)功耗 一般為幾十到幾百毫瓦 F007型集成電路的主要參數(shù)

8、參數(shù)符號(hào)和數(shù)值參數(shù)符號(hào)和數(shù)值開環(huán)電壓增益Ao=2105最大輸出電壓UP-P=14V共模輸入電阻ri=1M最大差模輸入電壓30V輸出電阻ro=0.6k最大共模輸入電壓13V共模抑制比KCMR=90dB輸入失調(diào)電壓Uos=1mV靜態(tài)功耗Pco=50mW輸入失調(diào)電壓溫漂Uos/T電源電壓15V =4.5uV/基極輸入電流IiB=0.2uA輸入失調(diào)電流Ios=20nAChap5.1.2. 5.1.2. 電壓傳輸特性和線性區(qū)的等效電路模型電壓傳輸特性和線性區(qū)的等效電路模型+uu+uoAo+uu+uo2.2. 電壓傳輸特性電壓傳輸特性 放大器的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)的關(guān)系曲線為傳輸特性傳輸特性，運(yùn)算放大器的電

9、壓傳輸特性如圖所示。 Ouo+UomUomui=uu+3 3. 線性區(qū)的等效電路模型線性區(qū)的等效電路模型 uu+A0rid+uouii12i21roA0ui1. 圖形符號(hào) 開環(huán)電壓增益開環(huán)電壓增益或開環(huán)電壓放大倍數(shù) i.-.)(uAuuAuooo輸入端u_稍高于u+; 輸出端uo就達(dá)到負(fù)飽和值-Uom(接近負(fù)電源電壓-UEE)；輸入端u_稍低于u+，輸出端uo就達(dá)到正飽和值+Uom（接近正電源電壓+UCC） “電壓控制電壓”的受控制源，rid是運(yùn)算放大器的輸入電阻，ro是運(yùn)算放大器的輸出電阻。 Chap5.1.35.1.3、集成運(yùn)放電路的基本分析方法、集成運(yùn)放電路的基本分析方法 理想運(yùn)放的條件

10、理想運(yùn)放的條件1. 開環(huán)電壓增益開環(huán)電壓增益 AVO=;2. 輸入電阻輸入電阻 Ri =;3. 輸出電阻輸出電阻 Ro=0;4. 頻帶寬度頻帶寬度 BW=;5. 共模抑制比共模抑制比 KCMR=;6. 失調(diào)、漂移和內(nèi)部噪聲為零。失調(diào)、漂移和內(nèi)部噪聲為零。運(yùn)算放大器具有很高的Au,并帶深度負(fù)反饋 的直耦差放集成電路。 具有負(fù)反饋電路的各種優(yōu)點(diǎn), 可實(shí)現(xiàn)比例,加減,乘除,微積分等運(yùn)算 uu+A0rid+uouii12i21roA0ui1.理想集成運(yùn)放算放大器 Chap2. 2. 分析原則分析原則(1) 線性應(yīng)用線性應(yīng)用 (引進(jìn)負(fù)反饋引進(jìn)負(fù)反饋)1. U+ = U- Uo= - Ao (U- - U

11、+) (U- - U+) = Uo / Ao = 0 Ao 2、 I =0 輸入電流近似為輸入電流近似為0 rid 3、 虛地虛地 U- = U+ = 0 同相端接地，反相端也近似接地虛地(2) 非線性應(yīng)用非線性應(yīng)用 (開環(huán)，引進(jìn)正反饋開環(huán)，引進(jìn)正反饋) 輸出飽和輸出飽和 Uo = Uom= Us A Chap例5.2.1. 電路如圖所示，試寫出輸出電流io與輸入電流is之間關(guān)系的表達(dá)式。 R1R2R2iSiOuOiR2uS+0iI2ROii 1RSii SuuuO2SO2O2RRRiuuuuiS1OS1O-1RRRiuuuuiORiiRRRuuRiiS212SS1S2S21OiRRi解：由于

12、圖5.2.8引進(jìn)了負(fù)反饋,根據(jù)運(yùn)算放大器線性應(yīng)用分析原則,運(yùn)放輸入電流為零則又因運(yùn)放同相端的電位等于反相端的電位則有得Chap5.1.4 5.1.4 集成電路封裝和應(yīng)用知識(shí)集成電路封裝和應(yīng)用知識(shí)雙列直插式塑料封裝雙列直插式塑料封裝管腳數(shù)有管腳數(shù)有8 8、1010、1212、1414、1616等種類等種類金屬殼封裝金屬殼封裝管腳數(shù)有管腳數(shù)有8 8、1010、1212等種類等種類213 4 5 6 7 8910111213141516VDDVSSIR(A B)IR(C D)C14578C14578外引線排列圖外引線排列圖四個(gè)運(yùn)放共用四個(gè)運(yùn)放共用V VDDDD、V VSSSS端端每?jī)蓚€(gè)運(yùn)放共用一個(gè)偏

13、置電阻每?jī)蓚€(gè)運(yùn)放共用一個(gè)偏置電阻 半導(dǎo)體集成電路封裝主要有玻璃或陶瓷封裝、塑料封裝、金屬外殼封裝等。玻璃或陶瓷封裝主要用于小功率集成電路；塑料封裝用于小功率和中大功率的集成電路；金屬封裝用于各種功率等級(jí)的集成電路。 Chap表面貼裝元器件表面貼裝元器件SMTSMT 目前集成電路的封裝主要采用表面貼裝元器件SMT, 圖示為表面貼裝SMT和通孔插裝THT的比較。 ChapSMTSMT集成電路種類集成電路種類 CHIP片式阻容器件SOIC: Small Outline Integrated Circuit小外形集成電路PLCC: Plastic Leaded Chip Carrier 塑封有引線芯片

14、載體QFP Quad Flat Package 方形扁平封裝BGA: Ball Grid Arrange 球柵列封裝COB: Chip on Board 板載芯片 ChapSMTSMT應(yīng)用應(yīng)用電路電路 Chap線性集成電路應(yīng)用知識(shí)線性集成電路應(yīng)用知識(shí) （1）對(duì)線性集成電路的參數(shù)進(jìn)行測(cè)試制造廠家在線性集成電路出廠前都進(jìn)行過測(cè)試。各種參數(shù)列于產(chǎn)品樣本中。根據(jù)需要可查閱這些資料，了解線性集成電路的性能和指標(biāo)，但是這些參數(shù)只是典型數(shù)據(jù)。為了縮短所設(shè)計(jì)的裝置調(diào)試裝置，在集成電路安裝使用之前，常對(duì)其主要參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試電路和方法可參閱有關(guān)資料。因篇幅所限，故在此不作介紹。（2）調(diào)零線性集成電路存在著失調(diào)

15、電壓和電流。當(dāng)輸入信號(hào)為零，而輸出不為零時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)外加的調(diào)零電位器，使輸出也為零。（3）消除自激振蕩線性集成電路是一個(gè)高增益、多級(jí)直耦放大電路。在應(yīng)用中若引入較深的負(fù)反饋，往往容易引起自激，使電路不能正常工作。為此在應(yīng)用中要對(duì)電路進(jìn)行適當(dāng)?shù)念l率補(bǔ)償和相位補(bǔ)償，以便消除自激，使電路閉環(huán)時(shí)能穩(wěn)定工作。補(bǔ)償元件做在集成塊中的稱為內(nèi)補(bǔ)償型集成電路，而外加補(bǔ)償元件的稱為補(bǔ)償型集成電路。（4）保護(hù)措施輸入保護(hù)在一些應(yīng)用電路中，如比較器、方波發(fā)生器等電路，會(huì)使集成電路輸入端承受過高的差模輸入電壓，為此在輸入端應(yīng)加入限幅電路加以限制。輸出保護(hù)由于負(fù)載變化或其它原因使集成電路的輸出電流過大時(shí)，常引起集成塊的損壞

16、，因此輸出要采用保護(hù)措施。保護(hù)電路可查閱有關(guān)資料，根據(jù)所學(xué)知識(shí)可以進(jìn)行分析。 Chap5.2 5.2 反饋放大電路反饋放大電路科學(xué)技術(shù)：控制，通信，生物技術(shù)科學(xué)技術(shù)：控制，通信，生物技術(shù)人類社會(huì)：社會(huì)政治，管理，生活人類社會(huì)：社會(huì)政治，管理，生活，愛情愛情5.2.1 5.2.1 反饋概念反饋概念1. 反饋: 從輸出端取出部分或全部信號(hào)，經(jīng)某種(反饋)電路 以一定方式引回到輸入端， 與原輸入信號(hào)疊加后再作用到放大電路, 構(gòu)成閉合回路反饋類型反饋類型 正反饋：反饋信號(hào)削弱輸入信號(hào)正反饋：反饋信號(hào)削弱輸入信號(hào), 使使AU降低降低 負(fù)反饋：反饋信號(hào)增強(qiáng)輸入信號(hào)負(fù)反饋：反饋信號(hào)增強(qiáng)輸入信號(hào), 使使AU提

17、高提高 輸出端：輸出端：電壓負(fù)反饋，電流負(fù)反饋電壓負(fù)反饋，電流負(fù)反饋 輸入端：輸入端：串聯(lián)負(fù)反饋，并聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋，并聯(lián)負(fù)反饋 直流反饋直流反饋 交流反饋交流反饋反饋應(yīng)用反饋應(yīng)用開環(huán)開環(huán)閉環(huán)閉環(huán)退出退出Chap閉環(huán)放大倍數(shù)的一般表達(dá)式閉環(huán)放大倍數(shù)的一般表達(dá)式 開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)ioXXA反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)反饋系數(shù) ofXXF放大電路的放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)fiiXXXFAAXXXAXXA1)(fiiof2. 2. 反饋的基本方程反饋的基本方程 反饋深度 它反映了反饋對(duì)放大電路影響的程度?？煞譃橄铝腥N情況:.1FA 環(huán)路增益環(huán)路增益 是指放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)所形成

18、環(huán)路的增益,當(dāng)當(dāng) 11時(shí)稱為時(shí)稱為深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋，.FA.FA.f.11FFAAA (1)當(dāng)當(dāng) 1時(shí)，時(shí)， ，相當(dāng)負(fù)反饋，相當(dāng)負(fù)反饋 (2)當(dāng)當(dāng) 1時(shí)，時(shí)， ，相當(dāng)正反饋，相當(dāng)正反饋 (3)當(dāng)當(dāng) =0 時(shí)，時(shí)， = ，相當(dāng)于輸入為零時(shí)仍有輸出，相當(dāng)于輸入為零時(shí)仍有輸出，“自激狀態(tài)自激狀態(tài)” 1 AF.1 AF.1 AF.A.fA.fA.fA.A.在深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)放大倍數(shù)近似等于反饋系數(shù)的倒數(shù)在深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)放大倍數(shù)近似等于反饋系數(shù)的倒數(shù)Chap5.2.2 5.2.2 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響串聯(lián)反饋Ri 并聯(lián)反饋Ri電壓反饋Ro 電流反饋Ro增

19、益與通頻帶之積為常數(shù)HmHmmmfHmf)1 ()1 (AFAFAAA退出退出1、降低放大倍數(shù)、降低放大倍數(shù).f.11FFAAA2、提高放大倍數(shù)穩(wěn)定性、提高放大倍數(shù)穩(wěn)定性AdAAFAdA11ff3、改善波形失真、改善波形失真4、展寬通頻帶、展寬通頻帶5、輸入、輸入 / 輸出電阻影響輸出電阻影響FXiAXd-XfXo+Chap電壓反饋與電流反饋的判斷：電壓反饋與電流反饋的判斷：電壓反饋: 將輸出電壓短路，若反饋回來的反饋信號(hào)為零，電流反饋: 若反饋信號(hào)仍然存在，串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋: 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在放大電路輸入回路的同一個(gè)電極 此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電流相加減的關(guān)系；串聯(lián)反饋:

20、反之，加在放大電路輸入回路的兩個(gè)電極 此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電壓相加減的關(guān)系。 5.2.3 5.2.3 反饋類型的分析反饋類型的分析正正/ /負(fù)負(fù)反饋的判斷反饋的判斷瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法電壓電壓/ /電流電流反饋的判斷反饋的判斷v vo o短路法短路法串聯(lián)串聯(lián)/ /并聯(lián)并聯(lián)反饋的判斷反饋的判斷輸入節(jié)點(diǎn)法輸入節(jié)點(diǎn)法負(fù)反饋：反饋支路接到負(fù)反饋：反饋支路接到 “ - ”端端 正反饋：反饋支路接到正反饋：反饋支路接到 “+”端端輸入：串輸入：串/并聯(lián)并聯(lián) 同相同相/反相輸入反相輸入 輸出：電壓輸出：電壓/電流電流 直接反饋直接反饋, 電壓電壓/從輸出分流支路取出從輸出分流支路取出退出退出交流反饋和直

21、流反饋交流反饋和直流反饋交流反饋: 反饋信號(hào)只有交流交流成分時(shí)，直流反饋: 反饋信號(hào)只有直流直流成分時(shí)，交直流反饋:既有交流成分又有直流成分時(shí)。正反饋和負(fù)反饋的判斷正反饋和負(fù)反饋的判斷瞬時(shí)極性瞬時(shí)極性法：法：正反饋:反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路一點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)極性相同相同的 反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路兩點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)極性相相反反的，負(fù)反饋:反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路一點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)極性相反相反的 反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路兩點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)極性相相同同的ChapI.iX.iX.fI.iI.f 并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋+-X.iX.fI.iI.fI.i.XfX.iU.i.UfU.i+-X.fX.i.UfU.

22、iU.i 串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋Chap例例5.3.1 試判斷圖所示電路的反饋組態(tài)。試判斷圖所示電路的反饋組態(tài)。解解: 根據(jù)瞬時(shí)極性根據(jù)瞬時(shí)極性法，見圖中的紅色法，見圖中的紅色“+”、“- -” 號(hào)，號(hào)，可知是負(fù)反饋?？芍秦?fù)反饋。 因反饋信號(hào)和因反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加在運(yùn)放輸入信號(hào)加在運(yùn)放A1的兩個(gè)輸入端，的兩個(gè)輸入端，故為串聯(lián)反饋。故為串聯(lián)反饋。 因反饋信號(hào)與輸出電壓成比例，故為電壓反因反饋信號(hào)與輸出電壓成比例，故為電壓反饋。饋。結(jié)論：交直流串聯(lián)電壓負(fù)反饋。結(jié)論：交直流串聯(lián)電壓負(fù)反饋。R3R2A1A2R4R5R6R1iUoUfUChap5.3 5.3 信號(hào)的運(yùn)算與處理電路信號(hào)的運(yùn)算與處理電路 U+

23、 = U-U+ = U- I = 0I = 05.3.1 運(yùn)算電路運(yùn)算電路5.3.2 模擬計(jì)算模擬計(jì)算5.3.3 有源濾波器有源濾波器5.3.4 電流電流-電壓變換器電壓變換器5.3.5 電壓比較器電壓比較器Chap 運(yùn)算電路運(yùn)算電路R1 vivoRfRP-+i1if平衡電阻平衡電阻RP = RNeqR1/Rf電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋i1fovRRvi1fo)1 (vRRvR2vivo-+電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋RfR1AOUIU同相跟隨器(1)、反相輸入比例運(yùn)算電路、反相輸入比例運(yùn)算電路1 1 、比例運(yùn)算電路、比例運(yùn)算電路根據(jù)運(yùn)放分析原則 fiiuu1, 0,111RuRuuiiiF

24、oFofRuRuui1RRuuAFiof閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)平衡電阻平衡電阻：Ui=0時(shí)，保持差放對(duì)稱結(jié)構(gòu) 反向瑞看進(jìn)去等效電阻 R1/RF 同向瑞看進(jìn)去等效電阻 R2 = R1 / RF11RRuuAFiof反相器反相器 R1 = R2 = RFChap(2)、同相輸入比例運(yùn)算電路、同相輸入比例運(yùn)算電路111RuRuiiFoiFofRuuRuui11RRuuAFiof閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)平衡電阻平衡電阻 R2 = R1 / RF1iofuuA當(dāng)R1=(斷開)或RF=R2=0時(shí)，可得同號(hào)器同號(hào)器(電壓跟隨器電壓跟隨器)根據(jù)運(yùn)放分析原則 fiiuu1, 0Chap2 2、加法運(yùn)算電路、加

25、法運(yùn)算電路(1)、反相輸入加法運(yùn)算電路、反相輸入加法運(yùn)算電路(2)、同相輸入加法運(yùn)算電路、同相輸入加法運(yùn)算電路R2RFifi12i11uoui3+ui2ui1i13R12R13R11R21R1RFuoui3ui2ui1R22R23+11111Ruii12212Ruii13313Ruii,0uu131211iiiRuuiFof313212111iFiFiFouRRuRRuRRu平衡電阻 R2 = R11 / R12 / R13 / RF 當(dāng)R11 = R12= R13= R1時(shí) )(3211iiiFouuuRRu輸出)(13322111iiiFouKuKuKRRu)/(/23222123221R

26、RRRRK)/(/23212223212RRRRRK)/(/22212322213RRRRRK平衡電阻 R21 / R22 / R23 = R2 / RFChap3、減法、減法(差動(dòng)輸入差動(dòng)輸入)運(yùn)算電路運(yùn)算電路退出退出FfiRuuiRuui01113232RRRuuui(1). 用運(yùn)放分析原則分析用運(yùn)放分析原則分析11232311iFiFouRRuRRRRRu)(121iiFouuRRu為RR和RR時(shí)11iFouRRu3232RRRuui232311)1 ()1 (iFFouRRRRRuRRu uRRuRRRRRuuuFiFooo1232311 (2).用疊加原理分析用疊加原理分析Ui1單獨(dú)

27、作用：Ui2接地，反相比例運(yùn)算電路 Ui2單獨(dú)作用：Ui1接地，同相比例運(yùn)算電路 疊加Chap例5-6 電路如圖所示，求電路中的輸出電壓uo VuRRuRRuiFiFo823060)4(20602121111VuRRuiFo62)30601 ()1 (312+2V4V+20k60k30k60k60k30k30k20k20k30k2VuO1uO2uOVuuu6023060001uuuuVuuuo5)4-9(6030603010102 Vuuuo560306030101021. 運(yùn)放A1是反相加法運(yùn)算電路,2. 運(yùn)放A2是同相比例運(yùn)算電路3. 運(yùn)放A3是差動(dòng)運(yùn)算電路, (1). 用運(yùn)放分析原則(2

28、). 用疊加原理？Chap4 4、微分和積分運(yùn)算電路、微分和積分運(yùn)算電路2、積分、積分 用途用途: 去除高頻干擾去除高頻干擾, 將方波變?yōu)槿菍⒎讲ㄗ優(yōu)槿遣ú? 移相移相, 在模數(shù)轉(zhuǎn)換中將電壓量變?yōu)闀r(shí)間量在模數(shù)轉(zhuǎn)換中將電壓量變?yōu)闀r(shí)間量11RuiiifdtuCRdtiCuuiFfFco1111、微分、微分用途用途: 把三角波變?yōu)榉讲ò讶遣ㄗ優(yōu)榉讲╠tduCdtduCiic111FFfoRiRiu1dtduCRuiFo1退出退出ARR+_+_CCIuiiOuARRIO+_+_CCR+_uCuuiiChap積分電路的用途積分電路的用途將方波變?yōu)槿遣ǎ▽⒎讲ㄗ優(yōu)槿遣ǎ╲i：方波，：方波，頻率頻

29、率500Hz，幅度，幅度1V）將三角波變?yōu)檎也ǎ▽⑷遣ㄗ優(yōu)檎也ǎ╲i：三角波，：三角波，頻率頻率500Hz，幅度，幅度1V）Chap 把三角波變?yōu)榉讲ò讶遣ㄗ優(yōu)榉讲ǎ╲i：三角波，頻率1KHz，幅度0.2V）微微分電路的用途分電路的用途（vi：正弦波，頻率：正弦波，頻率1KHz，幅度，幅度0.2V）Chap例5.3.2 求 輸 出 電 壓 Uo與 輸 入 電 壓 Ui 之 間 關(guān) 系 的表 達(dá) 式 。A1為 差 動(dòng) 輸 入， RF R1 RFU01=- - UI + - (1+ - ) Uo R1 R1+RF R1 A2 為 電 壓 跟 隨 器 Uc=Uo RC dUc / dt +

30、Uc =U01Uo =RF UI dt /(R1CR) uO 1RFR1R+-+uIRR1RFuOuC+-+A1A2CChap5. 對(duì)數(shù)對(duì)數(shù), 反對(duì)數(shù)反對(duì)數(shù), 指數(shù)指數(shù)和和 對(duì)數(shù)乘法對(duì)數(shù)乘法, 除法除法 RviiIIDODvvsITORIvVvln)1(TDVvsDeIi時(shí)時(shí)TDVvRveIeIIVvsVvsTOTDRviiiIIECOBEvv(1). 對(duì)數(shù)電路對(duì)數(shù)電路退出退出vI-+ADRvOiDRiI_+vDidi1RPiCR1uiuo+TChap(3). (3). 指數(shù)電路指數(shù)電路RvieIiVvORVvsDTITI時(shí)時(shí)TIVvsOeRIv(2). (2). 反對(duì)數(shù)運(yùn)算電路反對(duì)數(shù)運(yùn)算電路

31、 fUSCieIiiUTFofRuiiUTUFSFfoeRIRiuRFTRPifuiuo+vI-+ADRvOiDRiR0Chap(4). 乘法電路乘法電路32313231332141410KKYKKXKKRYKKRXuKOvvVvVvKKvO 21212121213lglglg)(KRYKRXKRYKRXOOOVvVvVvVvvvvvO2-+ARRvO3RvO1RvXvY對(duì)數(shù)電路1對(duì)數(shù)電路2指數(shù)電路vO22lgRYVvK11lgRXVvK331410OuKKChap)/(10323132313321414KKYKKXKKRYKKRXuKOvvVvVvKKvO (5). (5). 除法電路除法電

32、路YXOvvKvKKK則則如如果果321vO2-+ARRvO3RvO1RvXvY對(duì)數(shù)電路1對(duì)數(shù)電路2指數(shù)電路vO22lgRYVvK11lgRXVvK331410OuKKChap5.3.2 模擬計(jì)算模擬計(jì)算系統(tǒng)描述：微分方程或代數(shù)方程求解： 構(gòu)成電子模擬結(jié)構(gòu)圖, 確定各器 件參數(shù) 構(gòu)成專用模擬計(jì)算機(jī)運(yùn)行： 確定初始值, 啟動(dòng)記錄退出退出系統(tǒng)測(cè)試：給初始電壓，測(cè)輸出電壓波形0005122udtdudtud二次積分dtudtdudtduo)51(00dtdtudtduuoo)51(000udtdtduuo二階微分方程05122xdtdxdtxd00dtdxt初始條件為, x（0）=1cm,模擬電路模

33、擬電路 第一級(jí): 求和積分電路第二級(jí): 積分電路, 其輸出電壓為即為所求的解。dtuCRdtduCRuoFoF)(1)(11111121dtdudtudtduuooo)()(511dtdtduCRuoF22121sFMCRF111221取CF1=1F;R11=1k、R12=5kChap5.3.3 5.3.3 有源濾波器有源濾波器濾波器的用途濾波器的用途: 濾波器主要用來濾除信號(hào)中無用濾波器主要用來濾除信號(hào)中無用的頻率成分，的頻率成分，例如例如，有一個(gè)較低頻率的信號(hào)，其中，有一個(gè)較低頻率的信號(hào)，其中包含一些較高頻率成分的干擾。包含一些較高頻率成分的干擾。理想有源濾波器的理想有源濾波器的頻響：頻響：濾波電路基礎(chǔ)知識(shí)濾波電路基礎(chǔ)知識(shí)按濾波電路按濾波電路的功能分的功能分低通濾波器低通濾波器LPFLPF帶阻濾波器帶阻濾波器BEFBEF高通濾波器高通濾波器HPFHPF帶通濾波器帶通濾波器BPFBPFChap1 1 有源低通濾波器有源低通濾波器R RR R1 1R RF Fu uo ou ui iu uc c設(shè)輸入為正弦波，可以用相量表示RCUUCRCUUCj1j1j1iiURR