集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用歡迎來(lái)到集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用課程。本課程將深入探討這一重要的電子元件，揭示其工作原理和多樣化應(yīng)用。集成運(yùn)算放大器的基本結(jié)構(gòu)輸入級(jí)差分放大器，提供高輸入阻抗和低噪聲。中間級(jí)電壓放大器，提供主要的電壓增益。輸出級(jí)功率放大器，提供低輸出阻抗和大電流驅(qū)動(dòng)能力。理想運(yùn)算放大器的特性無(wú)窮大開(kāi)環(huán)增益理想情況下，輸出電壓可以無(wú)限放大輸入電壓差。無(wú)窮大輸入阻抗不會(huì)從信號(hào)源吸取任何電流。零輸出阻抗可以為負(fù)載提供任意大的電流。零輸入失調(diào)電壓當(dāng)兩個(gè)輸入端電壓相等時(shí)，輸出電壓為零。運(yùn)算放大器的基本工作原理1差分輸入運(yùn)放放大兩個(gè)輸入端之間的電壓差。2高增益放大內(nèi)部多級(jí)放大器提供高增益。3負(fù)反饋通過(guò)外部電路實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的閉環(huán)增益。開(kāi)環(huán)狀態(tài)下的運(yùn)算放大器高增益開(kāi)環(huán)增益可達(dá)10^5至10^6，輸出易飽和。不穩(wěn)定性對(duì)輸入信號(hào)極其敏感，難以控制。應(yīng)用有限主要用于比較器等特殊應(yīng)用。反相放大電路工作原理輸入信號(hào)經(jīng)反相端輸入，輸出與輸入相位相反。增益控制閉環(huán)增益由反饋電阻和輸入電阻比值決定。虛地效應(yīng)反相輸入端電壓接近地電位，形成虛地。反相放大電路的特點(diǎn)及應(yīng)用信號(hào)放大用于音頻、視頻信號(hào)的放大處理。波形反相在信號(hào)處理中實(shí)現(xiàn)波形翻轉(zhuǎn)。阻抗變換實(shí)現(xiàn)高輸入阻抗和低輸出阻抗。非反相放大電路1輸入信號(hào)通過(guò)同相輸入端引入。2反饋網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)電阻組成分壓電路。3增益控制由反饋電阻比值決定。4輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相位。非反相放大電路的特點(diǎn)及應(yīng)用1高輸入阻抗不影響信號(hào)源。2同相輸出保持信號(hào)相位不變。3可調(diào)增益通過(guò)改變反饋電阻實(shí)現(xiàn)。4廣泛應(yīng)用用于音頻前置放大、儀表放大等。加法運(yùn)算電路多路輸入多個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)加入。加權(quán)求和通過(guò)輸入電阻調(diào)整各信號(hào)權(quán)重。反相輸出輸出為輸入信號(hào)的加權(quán)和的負(fù)值。減法運(yùn)算電路差分輸入兩個(gè)輸入信號(hào)分別連接到運(yùn)放的反相和同相輸入端。精確減法輸出電壓與兩輸入電壓之差成正比。共模抑制能有效抑制兩輸入信號(hào)的共模成分。積分運(yùn)算電路電容反饋使用電容作為反饋元件。時(shí)間積分輸出電壓與輸入電壓的時(shí)間積分成正比。低通特性具有低通濾波器的特性。波形變換可將方波轉(zhuǎn)換為三角波。微分運(yùn)算電路1電容輸入輸入信號(hào)通過(guò)電容連接到反相輸入端。2電阻反饋反饋回路使用電阻。3斜率檢測(cè)輸出電壓與輸入電壓的變化率成正比。4高通特性具有高通濾波器的特性。乘法運(yùn)算電路四象限乘法可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)的四象限乘法運(yùn)算。信號(hào)調(diào)制廣泛應(yīng)用于振幅調(diào)制和頻率調(diào)制。功率計(jì)算用于計(jì)算電路中的瞬時(shí)功率。比較器電路輸入比較比較兩個(gè)輸入信號(hào)的大小。高增益特性利用運(yùn)放的高開(kāi)環(huán)增益。快速響應(yīng)輸出迅速切換between高低電平。比較器電路的特點(diǎn)及應(yīng)用電平檢測(cè)用于檢測(cè)信號(hào)是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值。波形轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波。過(guò)零檢測(cè)檢測(cè)交流信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)。A/D轉(zhuǎn)換作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器的核心部件。緩沖放大電路單位增益輸出電壓等于輸入電壓。高輸入阻抗不會(huì)從信號(hào)源吸取電流。低輸出阻抗可以為負(fù)載提供較大電流。緩沖放大電路的特點(diǎn)及應(yīng)用1阻抗匹配用于高阻抗源和低阻抗負(fù)載之間。2信號(hào)隔離防止后級(jí)電路對(duì)前級(jí)產(chǎn)生影響。3電平轉(zhuǎn)換在不同電平系統(tǒng)間傳遞信號(hào)。4驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力。電壓跟隨器1輸入信號(hào)連接到同相輸入端。2100%反饋輸出直接反饋到反相輸入端。3單位增益輸出電壓等于輸入電壓。4阻抗變換實(shí)現(xiàn)高輸入阻抗和低輸出阻抗。電壓跟隨器的特點(diǎn)及應(yīng)用信號(hào)緩沖用于信號(hào)源和負(fù)載之間的隔離。阻抗轉(zhuǎn)換將高阻抗信號(hào)轉(zhuǎn)換為低阻抗信號(hào)。傳感器接口連接高阻抗傳感器和測(cè)量電路。儀表運(yùn)算放大器高共模抑制比有效抑制共模干擾信號(hào)。高輸入阻抗不影響被測(cè)信號(hào)源。低漂移溫度變化對(duì)輸出影響小?？烧{(diào)增益通過(guò)外部電阻設(shè)置精確增益。儀表運(yùn)算放大器的特點(diǎn)及應(yīng)用1生物電信號(hào)放大用于心電圖、腦電圖等醫(yī)療設(shè)備。2橋式傳感器用于稱(chēng)重傳感器、壓力傳感器的信號(hào)調(diào)理。3工業(yè)測(cè)量應(yīng)用于溫度、應(yīng)變等工業(yè)參數(shù)的精確測(cè)量。模擬開(kāi)關(guān)及其應(yīng)用信號(hào)控制通過(guò)數(shù)字信號(hào)控制模擬信號(hào)的通斷。多路復(fù)用實(shí)現(xiàn)多路模擬信號(hào)的選擇。采樣保持在A/D轉(zhuǎn)換中用于信號(hào)采樣。模擬開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)及應(yīng)用低導(dǎo)通電阻導(dǎo)通時(shí)對(duì)信號(hào)的衰減小。高隔離度關(guān)斷時(shí)信號(hào)泄漏極小。快速開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)速度快，適合高頻應(yīng)用。選通電路及其應(yīng)用信號(hào)選擇根據(jù)控制信號(hào)選擇不同的輸入信號(hào)。時(shí)分復(fù)用在不同時(shí)間段傳輸不同信號(hào)。脈沖采樣用于信號(hào)的周期性采樣。信號(hào)調(diào)制實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的振幅調(diào)制。選通電路的特點(diǎn)及應(yīng)用多路復(fù)用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中選擇多個(gè)傳感器信號(hào)。采樣保持在A/D轉(zhuǎn)換前對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣。信號(hào)調(diào)制在通信系統(tǒng)中用于信號(hào)的開(kāi)關(guān)調(diào)制。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其應(yīng)用1兩個(gè)穩(wěn)態(tài)具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。2觸發(fā)切換通過(guò)外部信號(hào)在兩個(gè)狀態(tài)間切換。3記憶功能保持最后一次觸發(fā)的狀態(tài)。4噪聲免疫具有一定的抗干擾能力。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)及應(yīng)用1開(kāi)關(guān)控制用于電子開(kāi)關(guān)的控制。2存儲(chǔ)單元作為簡(jiǎn)單的1位存儲(chǔ)器。3去抖動(dòng)消除機(jī)械開(kāi)關(guān)的抖動(dòng)。4波形整形將不規(guī)則波形轉(zhuǎn)換為方波。多諧振蕩電路及其應(yīng)用自激振蕩無(wú)需外部激勵(lì)，可自行產(chǎn)生周期性信號(hào)。頻率可調(diào)通過(guò)改變電路參數(shù)調(diào)節(jié)輸出頻率。波形多樣可產(chǎn)生方波、三角波等多種波形。同步能力可與外部信號(hào)同步。多諧振蕩電路的特點(diǎn)及應(yīng)用1時(shí)鐘信號(hào)為數(shù)字系統(tǒng)提供基準(zhǔn)時(shí)鐘。2脈沖發(fā)生器產(chǎn)生各種寬度和頻率的脈沖信號(hào)。3頻率合成用于頻率合成器中產(chǎn)生不同頻率。4定時(shí)控制