1、第六章 集成運算放大電路,4、掌握電流源電路的組成、工作原理及其應用。了解集成運放的組成原則。 5、掌握差分放大器的電路組成、工作原理、工程估算以及性能特點，并熟悉其應用場合。,學習要求,1、熟悉集成運放電路的組成原理。掌握線性工作時，理想運放的兩條重要法則：v-v+，i 0,2、掌握反相放大器和同相放大器的電路結構和性能特點。,3、熟練運用 “虛開路(ii=0)”和“虛短路(v+=v) ”分析各種運算電路。,2.1 集成運放的應用基本運算電路,國內符號,國際符號,運放符號：,運放傳輸特性：,運算放大器的電路模型,開環(huán)電壓放大倍數高(104-107)； 輸入電阻高（約幾百K）； 輸出電阻低（約

2、幾百）； 漂移小、可靠性高、體積小、重量輕、價格低 。,運放線性應用的條件,運放的傳輸特性vo=f(vi),在圖示運放電路中，有 vo=Avo(vi2-vi1)=Avdvid,設電源電壓為12V， 則運放最大輸出電壓 VOM=10V,設運放Avo=105，則其傳輸特性如圖所示,-0.1,0.1,-10,10,線性區(qū),非線性區(qū),非線性區(qū),結論：運放在開環(huán)狀態(tài)下線性區(qū)很窄，只能工作在非線性區(qū)。,理想運放則無線性區(qū),如何使運放工作在線性區(qū)呢？,降低電壓放大倍數,如何降低電壓放大倍數呢？,引入負反饋,結論：運放工作在線性區(qū)的條件是在電路中加入負反饋。,理想運放的條件,放大倍數與負載無關。分析多個運放級

3、聯組合的線性電路時可以分別對每個運放進行。,運放工作在線性區(qū)的特點,集成運放理想化條件,集成運放理想化條件下分析法則,虛短路 虛開路 放大倍數與負載無關， 可以分開分析。,2.3 基本線性運放電路,vN= vP= vi,結構特點：信號從同相端輸入。,2.3.1 同相放大電路（1）,2. 共模輸入電壓為vi，因此對運放的共模抑制比要求高。,1.輸入電阻大，輸出電阻小，可認為是0，因此帶負載能力強。,性能特點：,iN= iP= 0,輸入電阻大，輸出電阻小，在電路中常作為阻抗變換器或緩沖器。作用與分離元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。,結構特點：輸出電壓全部引到反相輸入端，信號從同相端輸入。

4、電壓跟隨器是同相比例運算放大器的特例。,電壓跟隨器,例2.3.1,i1= i2,結構特點：信號從反相端輸入。,2.3.2 反相放大電路（1）,虛地,Ri=R1,為保證一定的輸入電阻，當放大倍數大時，需增大R2，而大電阻的精度差，因此，在放大倍數較大時，該電路結構不再適用。,RP =R1 / R2,反相放大電路（2）,輸出電阻小、共模電壓為 0 以及“虛地”是反相輸入的特點。,1. 共模輸入電壓為0，因此對運放的共模抑制比要求低。,2. 輸出電阻小，可認為是0，因此帶負載能力強。,3. 輸入電阻小，因此對輸入電流有一定的要求。,4. 在放大倍數較大時，該電路結構不再適用 。,性能特點：,例：求A

5、v =?,應用：用低值電阻實現高電壓增益的反相比例運算,(2)該電路作為話筒的前置放大電路，若選R1=51k, R2=R3=390k,當vo=-100vi時，計算R4的值；（3）直接用R2代替T形網絡的電阻時，當R1=51k,Av=-100時，求R2值。,設計要求：,Ri = 1M ，AV = -100,解：,R1 = Ri = 1M,設計例題,R2 = R1 = Ri = 1M,?。?R2 R3 ,R4 (k),R4 = 99k,R3 = 1k,作業(yè)：2.3.2 2.3.5,2.4 同相輸入和反相輸入放大電路的其他應用,解出：,差動放大器放大了兩個信號的差，但是它的輸入電阻不高（=2R1）,

6、 這是由于反相輸入造成的。,2.4.1 求差電路,例2.4.1 求圖所示電路的輸出電壓vo2的表達式，并說明該電路的特點。,電路的輸入電阻為無窮大。,當R1=R21時,2.4.2 儀用放大器,調節(jié)反相求和電路的某一路信號的輸入電阻，不影響輸入電壓和輸出電壓的比例關系，調節(jié)方便。,實際應用時可適當增加或減少輸入端的個數，以適應不同的需要。,2.4.3 求和電路,此電路如果以 v+ 為輸入 ，則輸出為：,vP 與 vi1 和 vi2 的關系如何？,注意：同相求和電路的各輸入信號的放大倍數互相影響，不能單獨調整。,流入運放輸入端的電流為0（虛開路）,同相求和運算,左圖也是同相求和運算電路，如何求同相

7、輸入端的電位？,提示： 1. 虛開路：流入同相端的電流為0。 2. 節(jié)點電位法求v+。,例,虛短路,虛開路,虛開路,單運放的加減運算電路,優(yōu)點：元件少，成本低。,缺點：要求R1/R2/R5=R3/R4/R6。阻值的調整計算不方便。,改進：采用雙運放電路。,單運放的加減運算電路,雙運放的加減運算電路,例：設計一個加減運算電路， RF=240k，使 vo=10vi1+ 8vi2 - 20vi3,解:,(1) 畫電路。,系數為負的信號從反相端輸入，系數為正的信號從同相端輸入。,運放加減電路設計（1）,(2) 求各電阻值。,vo=10vi1+ 8vi2 - 20vi3,運放加減電路設計（1）,例：A/

8、D變換器要求其輸入電壓的幅度為0 +5V，現有信號變化范圍為-5V+5V。試設計一電平抬高電路，將其變化范圍變?yōu)?+5V。,vo = 0.5vi+2.5 V,運放加減電路設計（2）,vo =0.5vi +2.5,=0.5 (vi +5) V,運放加減電路設計（2）,求電壓增益表達式,解：,A1、A2為電壓跟隨器， 所以,對A3利用虛短、虛斷有,A4為反相比例,解得：,加減電路分析1,(1) 求vO 表達式,(2) 說明A1 , A2各構成什么功能電路。,集成運放均是理想的,解:,第一級A1同相比例,第二級A2差分電路,具有高輸入電阻的減法電路,加減電路分析2,例：由三運放放大器組成的溫度測量電路。,Rt ：熱敏電阻,集成化:儀表放大器,Rt=f (TC),輸入方波，輸出是三角波。,1、積分電路,2.4.4 微分電路與積分電路,V,積分時限,例.如果積分器從某一時刻輸入一直流電壓，輸出將反 向積分，經過一定的時間后輸出飽和。,vN= vP= 0,2、微分電路,其他一些運算電路：對數與指數運算電路、乘