运算放大器OPA.ppt

*,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,運算放大器OPA）,概 論,目 錄,1.差動放大的基本概念,2.差動放大器的放大模式,3.理想的差動放大器,4.OPA的基本概念,5.理想的運算放大器,6.虛接地觀念,7.運算放大器基本電路,差動放大器的基本概念,差動放大器(簡稱DA),為運算放大器的第一級,特別設計成兩個輸入端,加以共用射極交連特殊安排,只放大差模信號,而電路本身可自動消除共模信號,1.相位相反的兩個輸入信號指真正信號，稱差模信號Vd.(要全力放大),2.相位相同的兩個輸入信號，指雜訊，稱共模信號Vc(要全力拒斥),共模信號及差模信號,Vi1Vc+1/2Vd-（1Vi2Vc-1/2Vd-（2）,由(1)(2)得,VdVi1Vi2,(1)(2)/2得,Vc(Vi1+Vi2）2,Vc Vd Ac Ad,共模信號Vc:即雜訊,相位相同之部份。,差模信號Vd:欲放大之信號,相位相反之部份。,共模增益Ac:理想差動放大是不放大Vc,理想值Ac=0,差模增益Ad:理想差動放大只放大Vd,所以Ad越大越好。,差動放大器總輸出電壓Vo=AdVd+AcVc,CMRR的定義,CMRR定義為差模增益Ad與共模增益Ac之比值。,CMRR Ad/Ac 理想的CMRR值是無限大。,CMRR值越大表示排除雜訊能力越強,CMRR的值若以dB計算,則dB20LogCMRR,理想的差動放大器 是：,Ac0，CMRR=，VoAdVd,差動放大器的放大方式1.同邊：倒相放大2.對邊：同相放大,差動放大器會排斥同相位的共模訊號,差動放大器會放大反相位的差模訊號,差動放大器會排斥同相位的共模訊號,差動放大器會放大反相位的差模訊號,運算放大器OP AMP是什麼,運算放大器,簡稱OPA,為一種具有高增益的差動放大器,利用電壓回授來穩定電壓增益。,所謂“運算”,意謂放大器可應用來操作許多數學運算,如加、滅、乘、除、反相、微積分等。,它具有兩個電源端(Vcc及VCC),兩個輸入端,+為非反相輸入端,-為反相輸入端、一個輸出端Vo。,運算放大器的符號,信號由反相輸入端輸入時,輸出信號與輸入訊號相位相反。,信號由非反相輸入端輸入時,輸出信號與輸入訊號相位相同。,理想運算放大器的特性,輸入阻抗無限大,即輸入電流Ii0。,輸出阻抗為零。,頻帶寬度無限大。,差動輸入時,共模拒斥比(CMRR)無限大。,電壓增益Av無限大。,輸入抵補電壓為0。,特性不受溫度影響。,Av=1(Rf/R1),輸出電壓為個別反相放大再相加。,使用兩個比較器連接兩個參考電壓Vu,VL而成,差動放大器(簡稱DA),為運算放大器的第一級,特別設計成兩個輸入端,加以共用射極交連特殊安排,只放大差模信號,而電路本身可自動消除共模信號,輸出電壓VO為其輸入電壓之差,如R1=R2,Rf=R3,如輸入電阻不等於回授電阻,即RlR2.,如輸入電阻不等於回授電阻,即RlR2.,輸出電壓VO為其輸入電壓之差,差動放大器(簡稱DA),為運算放大器的第一級,特別設計成兩個輸入端,加以共用射極交連特殊安排,只放大差模信號,而電路本身可自動消除共模信號,用電流思考,流不進來也流不出去。,如R1=R2,Rf=R3,如其輸入電阻等於回授電阻,即Rl=R2=.,Vi1Vc+1/2Vd-（1Vi2Vc-1/2Vd-（2）,共模增益Ac:理想差動放大是不放大Vc,理想值Ac=0,信號由非反相輸入端輸入時,輸出信號與輸入訊號相位相同。,運算放大器之外觀(a)金屬殼包裝(T0-5型)。(b)平行雙排八腳包裝(DIP型)。,虛接地觀念,虛接地的觀念就是等電位的觀念,因為理想運算放大器的輸入阻抗是,所以沒有電流流入,亦即兩輸入端之間沒有電位差,因此我們認為這兩端間的電位是相同的。所以稱為“虛接地好像接地一樣。,用電壓思考,沒有電位差。兩腳同電位。,用電流思考,流不進來也流不出去。,運算放大器的基本電路,要牢記,反向放大器,若輸入電阻為R1，回授電阻為Rf，則,Av=(Rf/R1),輸出電壓Vo=AvV1,非反相放大器,若輸入電阻為R1,回授電阻為Rf，則其電壓增益為,Av=1(Rf/R1),輸出電壓VOAvV1,加法器,如其輸入電阻等於回授電阻,即Rl=R2=.=Rf,輸出電壓為Vo=(V1V2V3.Vn)。,如輸入電阻不等於回授電阻,即RlR2.Rf,輸出電壓為個別反相放大再相加。,減法器,如R1=R2,Rf=R3,輸出電壓VO為其輸入電壓之差,Vo=V2-V1,如R1R2,RfR3,按三步驟進行,Vc(Vi1+Vi2）2,用電流思考,流不進來也流不出去。,共模增益Ac:理想差動放大是不放大Vc,理想值Ac=0,如輸入電阻不等於回授電阻,即RlR2.,所以稱為“虛接地好像接地一樣。,Vc(Vi1+Vi2）2,差動放大器總輸出電壓Vo=AdVd+AcVc,差模信號Vd:欲放大之信號,相位相反之部份。,CMRR Ad/Ac 理想的CMRR值是無限大。,若輸入電阻為R1，回授電阻為Rf，則,用電流思考,流不進來也流不出去。,如輸入電阻不等於回授電阻,即RlR2.,共模增益Ac:理想差動放大是不放大Vc,理想值Ac=0,差動放大器(簡稱DA),為運算放大器的第一級,特別設計成兩個輸入端,加以共用射極交連特殊安排,只放大差模信號,而電路本身可自動消除共模信號,Av=1(Rf/R1),差模信號Vd:欲放大之信號,相位相反之部份。,信號由非反相輸入端輸入時,輸出信號與輸入訊號相位相同。,電壓增益為1,具有隔離及緩衝作用，Av1,比較器依參考電壓之不同可分為:,窗形比較器,使用兩個比較器連接兩個參考電壓Vu,VL而成,主要用來檢視輸入電壓Vi是否介於兩參考電壓之間VuViVL,電壓隨耦器,電壓增益為1,具有隔離及緩衝作用，Av1,輸出電壓VOV1,是同相放大器的延伸應用,運算放大器其他應用電路,積分器,微分器,樞密特觸發電路,穩壓電路,定電流電路,主動濾波器,D/A轉換電路,精密整流電路,儀表電路,對數放大器,指數放大器,其他,The end,請準備考試,谢谢观看,