集成运算放大器优质课件.ppt

1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。一种模拟集成电路。集成电路集成电路 是把整个电路的各个元件以及相互之是把整个电路的各个元件以及相互之间的联接同时制造在一块半导体芯片上间的联接同时制造在一块半导体芯片上,组成一个不组成一个不可分的整体。可分的整体。：体积小、重量轻、功耗低

2、、可体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、价格低。靠性高、价格低。按集成度按集成度按导电类型按导电类型按功能按功能小、中、大和超大规模小、中、大和超大规模双、单极性和两种兼容双、单极性和两种兼容数字和模拟数字和模拟下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页各类型号集成芯片各类型号集成芯片下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页运算放大器的管脚和符号运算放大器的管脚和符号反相反相输入端输入端同相同相输入端输入端+UCCUEEuo+uu+Auo信号传信号传输方向输方向输出端输出端实际运放开环实际运放开环电压放大倍数电压放大倍数8 7 6 5 F0071 2 3 4 u

3、-u+-UCC+UCC输出输出 F00781723456下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页5.1.1 主要参数主要参数1.最大输出电压最大输出电压 UOPP 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。2.开环差模电压增益开环差模电压增益 Auo 运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。Auo愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。6.共模输入电压范围共模输入电压范围 UICM 运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，运放所能承受的

4、共模输入电压最大值。超出此值，运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。3.输入失调电压输入失调电压 UIO4.输入失调电流输入失调电流 IIO5.输入偏置电流输入偏置电流 IIB下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.理想运算放大器的条件理想运算放大器的条件Auo ，rid ，ro 0，KCMR 2.电压传输特性电压传输特性 uo=f(ui)线性区：线性区：uo=Auo(u+u)非线性区（饱和区）：非线性区（饱和区）：u+u 时，时，uo=+Uo(sat)u+u 时，时，uo=+Uo(sat)u+0 ui=Ui 0时，时，|T(

5、j)|衰减很快衰减很快 显然，电路能使低于显然，电路能使低于 0的的信号顺利通过，衰减很小，信号顺利通过，衰减很小，而使高于而使高于 0的信号不易通过，的信号不易通过，衰减很大，衰减很大，称一称一 阶有源低通阶有源低通滤波器。滤波器。为了改善滤波效果，为了改善滤波效果，使使 0 时信号衰减得时信号衰减得更快些，常将两节更快些，常将两节RC滤滤波环节串接起来，波环节串接起来，组成组成二阶有源低通滤波器。二阶有源低通滤波器。uoRFCR+R1+ui+RC一阶一阶二阶二阶 幅频特性幅频特性f021uA 0|Auf0|T(j)|O下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 01F1Fi

6、oj11j111 RRRCRRUUi1jUCRRU URRU)(11Fo称为截止角频率称为截止角频率 式中式中RC10:uiuoRFCR+R1+设输入为正弦波信号，则有设输入为正弦波信号，则有故：故：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 可见，电路使频率大于可见，电路使频率大于 0 的信号通过的信号通过，而小于，而小于 0 的信号被阻止，称为的信号被阻止，称为有源高通滤波器有源高通滤波器。,0时时当当 ,时时当当 20f0)(1)(j uATf0)(juAT 0)(j T 01Fioj11)(j)(j)(j RRUUT 0f0j1 uA其模为其模为,0时时当当 2)(jf

7、0uAT 幅频特性幅频特性f021uA 0|Auf0|T(j)|O下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页模拟开关模拟开关模拟输入信号模拟输入信号电路电路 SuC+ui+uo+采样保持电路采样保持电路，多用于模，多用于模-数转换电路（数转换电路（A/D）之）之前前。由于。由于A/D 转换需要一定的时间，所以在进行转换需要一定的时间，所以在进行A/D 转换前必须对模拟量进行瞬间采样，并把采样值保转换前必须对模拟量进行瞬间采样，并把采样值保存一段时间，以满足存一段时间，以满足A/D 转换电路的需要。转换电路的需要。采样存储采样存储电容电容控制信号控制信号电压跟随器电压跟随器下一页

8、下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 uG为高电平，为高电平，S 闭合闭合(场效应管导通场效应管导通)，ui对存储电容对存储电容C充电，充电，uo=uC=ui。uG为为 0，S 断开断开(场效应管截止场效应管截止)，输出，输出 保持该阶段开始瞬间的值不变。保持该阶段开始瞬间的值不变。uitouGto采样速度愈高，愈接近模拟信号的变化情况。采样速度愈高，愈接近模拟信号的变化情况。SuC+ui+uo+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 电压比较器用来比较输入信号与参考电压的大电压比较器用来比较输入信号与参考电压的大小。当两者幅度相等时输出电压产生跃变，由高电

9、小。当两者幅度相等时输出电压产生跃变，由高电平变成低电平，或者由低电平变成高电平。由此来平变成低电平，或者由低电平变成高电平。由此来判断输入信号的判断输入信号的 大小和极性。大小和极性。数模转换、数字仪表、自动控制和自动检测等数模转换、数字仪表、自动控制和自动检测等技术领域，以及波形产生及变换等场合技术领域，以及波形产生及变换等场合。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页uo u+u Uo(sat)+Uo(sat)饱和区饱和区O下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电压传输特性电压传输特性阈值电压阈值电压(门限电平门限电平)：输出跃变所对应的输入电压。：

10、输出跃变所对应的输入电压。uiuoOURURuouiR2+R1+可见，在可见，在 ui=UR 处输出电压处输出电压 uo 发生跃变。发生跃变。参考电压参考电压下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页uitOUROuot+Uo(sat)Uo(sat)t1t2 当当 ui 单方向变化时，单方向变化时，uo 只变化一次。只变化一次。URuouiR2+R1+电压传输特性电压传输特性uiuoOUR下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页ui UR，uo=+Uo(sat)ui UR，uo=Uo(sat)URuouiR2+R1+uiuoURR2+R1+uiuoOUR电压传

11、输特性电压传输特性uiuoOUR下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页URuouiR2+R1+uiuoURR2+R1+Ot+Uo(sat)Uo(sat)uouitOUROuot+Uo(sat)Uo(sat)t1t2下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页UZ UZuoRDZURuouiR2+R1+电压传输特性电压传输特性 Uo(sat)+Uo(sat)uiuoOUR下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页uouiR2+R1+tuituo+Uo(sat)Uo(sat)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目

12、录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 o(sat)2 1 2RURRRU o(sat)F 2 2RURRRU 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 RCtCCCCeuuutu 0RU RU下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 o(sat)F 2 2R2o(sat)o(sat)F 2 2 R0URRRUtuUuURRRUuCCC o(sat)F 2 2R3o(sat)o(sat)F 2 2R0URRRUtuUuURRRUuCCC F 22121ln2RRRCTTT F 221ln211RR

13、RCTf =RC 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页A1：滞回比较器：滞回比较器 因因 u-=0，所以当，所以当 u+=0时时，A1状态状态改变改变0o2111o2121 uRRRuRRRu当当 时时，即即当当 Z121o12oURRuRRu Cuo1R3DZR2+R6uoR5R4+A2A1R1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页TT1T2T=T1+T2=2T1=2T2RCRRTf2141 uo1 UZ UZRCUURRTTZZ12212 tOuoZ12URRZ12URR (1)改变比较器的输出改变比较器的输出 uo1、电阻、电阻R1、R2 即可改即可改变三角波的幅值。变三角波的幅值。(2)改变积分常数改变积分常数RC 即可改变三角波的频率。即可改变三角波的频率。tRCUuio