第9章-集成运算放大器.ppt

电工电子技术基础（第五版）（第五版）“十 二 五”职 业 教 育 国 家 规 划 教 材经 全 国 职 业 教 育 教 材 审 定 委 员 会 审 定2集成运算放大器第9章主要主要内容内容案例案例案例案例 霍尔计数器霍尔计数器霍尔计数器霍尔计数器 n n9.1 9.1 集成运算放大器简介集成运算放大器简介集成运算放大器简介集成运算放大器简介n n9.2 9.2 集成运算放大器的基本运算电路集成运算放大器的基本运算电路集成运算放大器的基本运算电路集成运算放大器的基本运算电路n n9.3 9.3 运算放大电路的反馈分析运算放大电路的反馈分析运算放大电路的反馈分析运算放大电路的反馈分析n n9.4 9.4 运算放大器的应用运算放大器的应用运算放大器的应用运算放大器的应用n n9.5 9.5 集成运放构成的信号发生器集成运放构成的信号发生器集成运放构成的信号发生器集成运放构成的信号发生器3【案例】霍尔计数器第9章1.电路及工作过程电路及工作过程钢球钢球绝缘板绝缘板磁铁磁铁霍尔开关传感器霍尔开关传感器NS工作示意图工作示意图电路图电路图22F12V2.1k470k470k11k1k10kSC1R1R2R3R4R5RL计计数数器器SL35015VAA741VT4第9章2.电路元器件电路元器件霍尔开关霍尔开关SL3501SL3501一个一个A741A741型放大器一个型放大器一个2N58122N5812型三极管一个型三极管一个74LS16074LS160计数器一个计数器一个470k470k电阻二个电阻二个电阻电阻10k10k、11k11k、2.1k2.1k、1k1k电阻各一个电阻各一个22F/18V22F/18V电解电容一个电解电容一个5V5V直流电源、直流电源、12V12V直流电源直流电源【案例】电子助记器电路5第9章3.案例实施案例实施按电路图接好电路后，用一小钢球在霍尔传感器前移动，移动一次，三极管通断一次，按电路图接好电路后，用一小钢球在霍尔传感器前移动，移动一次，三极管通断一次，计数器接收一个脉冲信号，如果需要将移动次数显示出来计数器接收一个脉冲信号，如果需要将移动次数显示出来 ，需另设计显示部分电路。，需另设计显示部分电路。【案例】电子助记器电路6第9章4.案例思考案例思考？如果在如果在VTVT三极管集电集接一发光二极管，是否可以观察到放大器对传感器输出微小电信三极管集电集接一发光二极管，是否可以观察到放大器对传感器输出微小电信号的放大作用？号的放大作用？【案例】电子助记器电路7电路输入电压电路输入电压电路输出电压电路输出电压 RC1VT1 RC2 RE2VT2ui1uouo2ui2uo1UCCUEE9.1 差动放大电路 第9章差动放大电路差动放大电路 8当两输入端加的信号大小相等、极性相反，输入信号为当两输入端加的信号大小相等、极性相反，输入信号为差模信号差模信号差模信号差模信号 。差模电压放大倍数差模电压放大倍数 输出电压为输出电压为 9.1 差动放大电路 第9章差动放大电路差动放大电路 9 当两输入端加的信号大小相等、极性相同，输入信号为当两输入端加的信号大小相等、极性相同，输入信号为共模信号。共模信号。共模信号。共模信号。输出电压为输出电压为共模电压放大倍数共模电压放大倍数 共模抑制比共模抑制比 越大，表示电越大，表示电路放大差模信路放大差模信号和抑制共模号和抑制共模信号的能力越信号的能力越强。强。9.1 差动放大电路 第9章差动放大电路差动放大电路 109.2.1 9.2.1 9.2.1 9.2.1 集成运算放大器的基本组成集成运算放大器的基本组成集成运算放大器的基本组成集成运算放大器的基本组成输出端输出端中间级中间级输入级输入级输出级输出级偏置电路偏置电路输入端输入端9.2 集成运算放大器简介第9章11l1.1.最大输出电压最大输出电压U UOPPOPPl2.2.开环电压放大倍数开环电压放大倍数A AuOuOl3.3.输入失调电压输入失调电压U UIOIOl5.5.差模输入电阻差模输入电阻r ri i和输出电阻和输出电阻r rO Ol6.6.共模抑制比共模抑制比K KCMRCMR l7.7.最大共模输入电压最大共模输入电压U UiCMiCMl4.4.输入失调电流输入失调电流 I IIOIO9.2.2 9.2.2 9.2.2 9.2.2 集成运算放大器的基主要参数集成运算放大器的基主要参数集成运算放大器的基主要参数集成运算放大器的基主要参数9.2 集成运算放大器简介第9章12开环电压放大倍数开环电压放大倍数开环电压放大倍数开环电压放大倍数A A A Auouououo。开环差模输入电阻开环差模输入电阻开环差模输入电阻开环差模输入电阻r r r ri i i i。开环差模输出电阻开环差模输出电阻开环差模输出电阻开环差模输出电阻r r r ro o o o0000。共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比K K K KCMRCMRCMRCMR。理想放大器应满足下列条件理想放大器应满足下列条件9.2.3 9.2.3 9.2.3 9.2.3 集成运算放大器的符号集成运算放大器的符号集成运算放大器的符号集成运算放大器的符号9.2 集成运算放大器简介第9章理想集成运算放大器符号理想集成运算放大器符号uouu +ii集成运算放大器的电压传输特性集成运算放大器的电压传输特性uouiUOMOUOM理想特性理想特性实际特性实际特性13理想集成运算放大器两个重要结论理想集成运算放大器两个重要结论理想集成运算放大器两个重要结论理想集成运算放大器两个重要结论 1.1.集成运算放大器同相输入端和反相输入端的电位相等（集成运算放大器同相输入端和反相输入端的电位相等（虚短虚短虚短虚短）u u u u2.2.集成运算放大器同相输入端和反相输入端的输入电流等于零（集成运算放大器同相输入端和反相输入端的输入电流等于零（虚断虚断虚断虚断）i i 09.2 集成运算放大器简介第9章141.1.反相比例运算电路反相比例运算电路 _+RFR1R2uiuoiiif+_+_得得 所以所以 即即 静态平静态平衡电阻衡电阻 9.3.1 9.3.1 9.3.1 9.3.1 比例运算电路比例运算电路比例运算电路比例运算电路 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章15得得2.同相比例运算电路同相比例运算电路由图可列出由图可列出 得得 u uo o_+RFR1R2uiiiif+_+_9.3.1 9.3.1 9.3.1 9.3.1 比例运算电路比例运算电路比例运算电路比例运算电路 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章16由节点电流定律得由节点电流定律得整理得整理得当当 有有当当 有有uo+RFR13R2ui1i12if_+_i11i13R12R11ui2ui31.加法运算电路加法运算电路9.3.2 9.3.2 9.3.2 9.3.2 加法与减法运算电路加法与减法运算电路加法与减法运算电路加法与减法运算电路 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章17【例例】一个测量系统的输出电压和一些待测量一个测量系统的输出电压和一些待测量(经传感器变换为电压信号经传感器变换为电压信号)的关系为的关系为若取若取RF=100k，试试用集成运放构成信号用集成运放构成信号处处理理电电路，求各路，求各电电阻阻值值。分析分析输输入信号入信号为为加法关系，因此第一加法关系，因此第一级级采用采用加法加法加法加法电电电电路路路路，输输入信号与入信号与输输出信号要求同相位，所以出信号要求同相位，所以再加一再加一级级反相器反相器反相器反相器。9.3.2 9.3.2 9.3.2 9.3.2 加法与减法运算电路加法与减法运算电路加法与减法运算电路加法与减法运算电路 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章18+RFR13Rb1ui1i12_i11i13R12R11ui2ui3+RFR21Rb2uo_+_9.3.2 9.3.2 9.3.2 9.3.2 加法与减法运算电路加法与减法运算电路加法与减法运算电路加法与减法运算电路 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章19由由平衡电阻平衡电阻Rb1=RF R11R12R 13=1005020025=13k 平衡平衡电电阻阻RF=100kR12=200kR11=50kR13=25k第二级为反相电路第二级为反相电路Rb2=RF R21=100100=50 k9.3.2 9.3.2 9.3.2 9.3.2 加法与减法运算电路加法与减法运算电路加法与减法运算电路加法与减法运算电路 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章20当当有有当当有有_+RFR1R2ui1uoiiif+_+_+ui2R32.减法运算电路减法运算电路9.3.2 9.3.2 9.3.2 9.3.2 加法与减法运算电路加法与减法运算电路加法与减法运算电路加法与减法运算电路 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章21+RCRuiuoiCiR_1.微分运算电路微分运算电路根据根据得得所以所以即即9.3.2 9.3.2 9.3.2 9.3.2 微分运算电路和积分运算电路微分运算电路和积分运算电路微分运算电路和积分运算电路微分运算电路和积分运算电路 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章222.2.积分运算电路积分运算电路+RCRuiuoiCiR_9.3.2 9.3.2 9.3.2 9.3.2 微分运算电路和积分运算电路微分运算电路和积分运算电路微分运算电路和积分运算电路微分运算电路和积分运算电路 9.3 集成运算放大器的基本运算电路第9章23构成反馈支路构成反馈支路净输入信号减小净输入信号减小_+RFR2R1uiuoii+_+_+uduf+_RL9.4.1 9.4.1 9.4.1 9.4.1 电压串联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈 9.4 集成运算放大器的反馈分析第9章24反馈支路反馈支路净输入信号减小净输入信号减小+RFR2R1uiuoii_+_RLidif9.4.2 9.4.2 9.4.2 9.4.2 电压并联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈 9.4 集成运算放大器的反馈分析第9章25反馈支路反馈支路净输入信号减小净输入信号减小+RFR2uiuoio_+uduf+_RL9.4.3 9.4.3 9.4.3 9.4.3 电流串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈 9.4 集成运算放大器的反馈分析第9章26反反馈电馈电路是由路是由电电阻阻R和和RF构成的构成的 净输入信号减小净输入信号减小+RFR2R1uiuoii_RLidifioR9.4.4 9.4.4 9.4.4 9.4.4 电流并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈 9.4 集成运算放大器的反馈分析第9章27测量放大器测量放大器uo+_A1+_A2R2R3+_A3ui1ui2uiuo1uo2R1R4R6R5R79.5.1 9.5.1 9.5.1 9.5.1 集成运放的线性应用集成运放的线性应用集成运放的线性应用集成运放的线性应用9.5 运算放大器的应用第9章28第一级的电压放大倍数为第一级的电压放大倍数为 如果如果测量放大器总的电压放大倍数为测量放大器总的电压放大倍数为 9.5.1 9.5.1 9.5.1 9.5.1 集成运放的线性应用集成运放的线性应用集成运放的线性应用集成运放的线性应用9.5 运算放大器的应用第9章291.单值比较器单值比较器+uiuo_URuouioUoMUoMUR9.5.2 9.5.2 9.5.2 9.5.2 集成运放的非线性应用集成运放的非线性应用集成运放的非线性应用集成运放的非线性应用9.5 运算放大器的应用第9章30+R1R2uiuo_VDZR3反相输入过零限幅比较器反相输入过零限幅比较器+R1R2uiuo_VDZ同相输入过零限幅比较器同相输入过零限幅比较器9.5.2 9.5.2 9.5.2 9.5.2 集成运放的非线性应用集成运放的非线性应用集成运放的非线性应用集成运放的非线性应用9.5 运算放大器的应用第9章312.滞回比较器滞回比较器回差电压回差电压=+uIRR2uiuo_URuuuouioUoMUoMUTUT两个阈值电压分别为两个阈值电压分别为 越大，抗干扰能力越强。越大，抗干扰能力越强。9.5.2 9.5.2 9.5.2 9.5.2 集成运放的非线性应用集成运放的非线性应用集成运放的非线性应用集成运放的非线性应用9.5 运算放大器的应用第9章321.消振消振通常的方法是通常的方法是外接外接外接外接RCRC消振电路或消振电消振电路或消振电消振电路或消振电消振电路或消振电容容容容，用它来破坏产生自激振荡的条件。是，用它来破坏产生自激振荡的条件。是否已消振，可将输入端接地，用示波器观否已消振，可将输入端接地，用示波器观察输出端有无自激振荡。目前很多运算放察输出端有无自激振荡。目前很多运算放大器内部已有消振元件，无须外接。大器内部已有消振元件，无须外接。9.5.3 9.5.3 9.5.3 9.5.3 集成运放应用的一些实际问题集成运放应用的一些实际问题集成运放应用的一些实际问题集成运放应用的一些实际问题9.5 运算放大器的应用第9章2.电路的调零电路的调零+RF10kUCCuo_+_10kuuUCC51kRP333.电源极性错接保护电源极性错接保护+uuo_UuU9.5.3 9.5.3 9.5.3 9.5.3 集成运放应用的一些实际问题集成运放应用的一些实际问题集成运放应用的一些实际问题集成运放应用的一些实际问题9.5 运算放大器的应用第9章4.输入保护输入保护5.输出保护输出保护+uo_ui1VD1ui2R2VD2+R1R2uiuo_VDZRFE-mail：网址网址：http:/地址：大连市软件园路地址：大连市软件园路80号号大连理工大学出版社谢谢观看