第7章集成運(yùn)算放大器

本章首先簡單介紹直接耦合放大電路，然后再引入集成運(yùn)算放大器（簡稱運(yùn)算放大器）的基本結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)、理想運(yùn)算放大器的分析方法，在此基礎(chǔ)上介紹運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用及線性運(yùn)算電路的分析方法，主要包括反相比例電路、同相比例電路、差分電路等最后簡單介紹運(yùn)算放大器使用時應(yīng)注意的問題。

7.1直接耦合放大電路

7.1.1零點(diǎn)漂移

輸入端不加信號，輸出端也會出現(xiàn)大小變化的電壓信號的現(xiàn)象

解決零漂的辦法差動放大電路化學(xué)工業(yè)出版社

7.1.2差動放大電路

1．電路組成及原理

2．差模信號和差模放大倍數(shù)uid=ui1—ui2

Ad=A1≈

3．共模信號和共模抑制比uiC=uiC1=uiC2

KCMRR=

7.2集成運(yùn)算放大器

7.2.1集成運(yùn)算放大器的基本組成

1．輸入端和輸出端：LM741的管腳2和3為差分輸入級的兩個輸入端管腳6為功放級的輸出端

2．電源端：管腳7與4為外接電源端。3．調(diào)零端：管腳1和5為外接調(diào)零補(bǔ)償電位器端。

7.2.2集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)1．開環(huán)差模電壓增益Aud

2．輸入失調(diào)電壓UI0及其溫漂3．輸入失調(diào)電流II0及其溫漂

4．差模輸入電阻rid和輸出電阻r0

5．共模抑制比KCMRR

6．最大差模輸入電壓UIdmax

7．最大共模輸入電壓UICmax

8．靜態(tài)功耗PCO

9．最大輸出電壓UOPP

7.2.3放大電路中的負(fù)反饋2．負(fù)反饋的基本類型

1．反饋的基本概念

電壓負(fù)反饋電流負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋7.3理想集成運(yùn)算放大器的分析方法

7.3.1理想運(yùn)算放大器

主要條件

理想集成運(yùn)算放大器的符號

電壓傳輸特性

u0＝Audu1＝Aud（u+–u–)重要結(jié)論

（1）開環(huán)差模電壓增益Aud=∞（2）共模抑制比KCMRR＝∞（3）開環(huán)差模輸入電阻rid＝∞（4）開環(huán)共模輸入電阻ric=∞（5）開環(huán)輸出電阻ro＝0u+

＝u–虛短i+＝i–＝0虛斷

（1）輸出與輸入信號相位相反；（2）輸出信號是輸入信號的倍；（3）輸入阻抗較小，約等于R1；（4）輸出阻抗較小；（5）同相輸入端與反相輸入端之間為虛短；（6）輸入端存在虛地現(xiàn)象；（7）不存在共模輸入信號。7.3.2反相輸入運(yùn)算電路的分析方法1．反相比例運(yùn)算電路

利用虛地的概念可知u+＝u–＝0

因?yàn)閕1=iF

所以

輸入阻抗是

比例系數(shù)反相比例運(yùn)算電路的特點(diǎn)：2．反相加法運(yùn)算電路得

if=i1+i2

若使Rf＝R1＝R2則u0=–(uI1+uI2)平衡電阻＝R1//R2//Rf3．反相積分電路ic=if=i1

R1Cf稱為積分時間常數(shù)

（l）輸出與輸入信號相位相同；（2）輸出信號是輸入信號的倍；（3）輸入阻抗較大，約等于rid；（4）輸出阻抗較小；（5）同相輸入端與反相輸入端之間為虛短；（6）不存在虛地現(xiàn)象；（7）存在共模輸入信號。7.3.3同相輸入運(yùn)算電路的分析方法1．同相比例運(yùn)算電路

u+＝

u–

if=–i1

uI=u+＝u–得同相比例運(yùn)算電路的特點(diǎn)

2．同相加法運(yùn)算電路

因?yàn)閕+=0，所以i2=–i3=

i1=–if

由u+=u–得若選取R2=R3;Rf=R1則

圖中R2//R3=R1//Rf

7.3.4信號信號轉(zhuǎn)換電路在電源變換電路中，有電壓-電壓變換、電壓-電流變換、電流-電壓變換和電流-電流變換。在非電量轉(zhuǎn)換成電信號的電路中，有光-電轉(zhuǎn)換電路、時間-電壓轉(zhuǎn)換電路，還有機(jī)械變形、壓力、溫度等物理量變換成電信號的電路。1．電源變換電路電壓-電壓變換電路

電流-電壓變換電路

2．非電量轉(zhuǎn)換成電信號的應(yīng)用電路光電轉(zhuǎn)換電路

檢測物理量變化的運(yùn)放電路--電橋放大器

7.3.5集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用——電壓比較器1．工作原理

反相型電壓比較器

當(dāng)ui<UR時，差動輸入信號UA-UA′<0，u0=+Uom當(dāng)ui>UR時，差動輸入信號UA-UA′>0，u0=-Uom即當(dāng)輸入電壓ui>UR時，電路反轉(zhuǎn)，輸出負(fù)飽和電壓-Uom；當(dāng)輸入電壓ui<UR時，輸出正飽和電壓+Uom。傳輸特性