模块三-集成运算放大电路.ppt

模块三 集成运算放大电路,3.1 集成电路简介,3.2 集成运放的线性应用电路,3.3 集成运放的非线性应用电路,3.4 例析,本模块主要内容,一、集成电路简介,1、什么是集成电路？,集成电路,是采用半导体制造工艺，把电子元件以及连接导线集中制造在一小块半导体基片上而构成的一个完整电路。又叫,固体电路,。,3.1 集成电路简介,集成电路种类：,按功能分,按集成度分,数字集成电路,模拟集成电路,产生、变换和处理各种数字信号,放大、变换和处理模拟信号,小规模,中规模,大规模,超大规模,集成运放,、集成功放、集成稳压器、集成模数、数模转换器等,2、基本结构,特点,：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸,结构示意图：,高阻输入级,中间级,低阻输出级,偏置电路,反相输入端,同相输入端,+,U,CC,U,EE,u,o,u,u,+,输入级,中间级,输出级,同相,输入端,输出端,反相,输入端,集成运放的外形图：,集中运放的电路符号,u,o,+,+,u,+,u,图中“”表示反相输入端，“”表示同相输入端。“,”表示信号的传输方向，“”表示理想条件。,(1)输入失调电压U,IO,3、主要技术参数,(2)输入失调电流I,IO,(3)开环差模电压放大倍数A,ud,(4)开环共模电压放大倍数,A,uc,(5)差模输入电阻r,id,(6)差模输出电阻r,o,(7)最大输出电压U,pp,(8)共模抑制比K,CMR,U,IO,越小越好，一般约为110mv,I,IO,越小越好，一般约为1nA10.1A,输出与输入电压比值大小。越小越好。,其值越大，运算精度越高，性能越稳定。A,ud,(dB)=20lgA,ud,（倍）,动态电阻，越大越好，一般为几百千到几兆欧。,越小性能越好，一般为几百欧左右。,运放不失真最大输出电压的峰值可达,13V左右,K,CMR,=A,ud,/A,uc,的绝对值，一般越大越好，一般在80dB以上,。,4、理想运放及其,特点,分析,电压传输特性：,输出电压与其输入电压之间的关系曲线，即u,o,=f(u,id,),线性区：,u,o,=,A,u,o,(,u,+,u,),非线性区,：,u,+,u,时，,u,o,=,+,U,o(sat),u,+,u,时，,u,o,=,+,U,o(sat),u,+,U,R,，,u,o,=+U,o,(sat),u,i,U,R,，,u,o,=U,o,(sat),U,R,u,o,u,i,R,2,+,+,R,1,+,+,+,u,i,u,o,U,R,R,2,+,+,R,1,+,+,+,U,o,(sat),+,U,o,(sat),u,i,u,o,O,U,R,输入信号接在反相端,输入信号接在同相端,电压传输特性,U,o,(sat),+,U,o,(sat),u,i,u,o,O,U,R,U,R,u,o,u,i,R,2,+,+,R,1,+,+,+,u,i,u,o,U,R,R,2,+,+,R,1,+,+,+,O,t,+,U,o,(sat),U,o,(sat),u,o,输入信号接在反相端,输入信号接在同相端,u,i,t,O,U,R,O,u,o,t,+,U,o,(sat),U,o,(sat),t,1,t,2,3.滞回比较器,电路中引入正反馈,(1)提高了比较器的响应速度；,(2)输出电压的跃变不是发生,在同一门限电压上。,R,F,R,2,u,o,u,i,+,+,R,1,+,+,上门限电压,U,+,：,u,i,逐渐增加时的门限电压,下门限电压,U,+,：,u,i,逐渐减小时的门限电压,u,i,u,o,O,U,o,(sat),+,U,o,(sat),电压传输特性,u,i,t,O,u,o,O,t,+,U,o,(sat),U,o,(sat),两次跳变之间具有迟,滞特性,滞回比较器,R,F,R,2,u,o,u,i,+,+,R,1,+,+,根据叠加原理，有,改变参考电压,U,R,，可使传输特性沿横轴移动,。,可见：,传输特性不再对称于纵轴，,+,U,R,R,F,R,2,u,o,u,i,+,+,R,1,+,+,u,i,u,o,O,U,o,(sat),+,U,o,(sat),电压传输特性,当参考电压,U,R,不等于零时,定义：回差电压,与过零比较器相比具有以下优点：,1.改善了输出波形在跃变时的陡度。,2.回差提高了电路的抗干扰能力，,U,越大，抗干扰,能力越强。,结论：,1.调节,R,F,或,R,2,可以改变回差电压的大小。,2.改变,U,R,可以改变上、下门限电压，但不影回差电压,U,。,电压比较器在数据检测、自动控制、超限控制报警和波形发生等电路中得到广泛应用。,二、输出带限幅的电压比较器,设稳压管的稳定电压为,U,Z,，,忽略稳压管的正向导通压降,则,u,i,U,R,，,u,o,=,U,Z,U,Z,U,Z,u,o,R,D,Z,U,R,u,o,u,i,R,2,+,+,R,1,+,+,+,电压传输特性,U,o,(sat),+,U,o,(sat),u,i,u,o,O,U,R,u,i,U,R,时，,u,o,=,U,o,(sat),三、使用运放注意事项：,1、集成运放的选用,2、集成运放的调零,3、集成运放的自激,4、集成运放的保护,3.4 例析,例1：,电路如下图所示，已知,R,1,=10 k,，,R,F,=50 k,。,求：1.,A,u,f,、R,2,；,2.若,R,1,不变，要求,A,u,f,为,10，则,R,F,、,R,2,应为 多少？,解：,1.,A,u,f,=,R,F,R,1,=50 10=5,R,2,=,R,1,R,F,=10 50,(,10+50),=8.3,k,2.,因,A,uf,=,R,F,/,R,1,=,R,F,10,=,10,故得,R,F,=A,u,f,R,1,=(10)10=100,k,R,2,=10 100,(,10+100)=9.1,k,u,o,R,F,u,i,R,2,R,1,+,+,+,+,解：,对图（1）,上门限电压,下门限电压,例2：,电路如图所示，,U,o(sat),=6V，,U,R,=5V，,R,F,=20k,，,R,2,=1,0k,，求上、下门限电压。,（1）,R,F,R,2,u,o,u,i,+,+,R,1,+,+,+,U,R,R,F,R,2,u,o,u,i,+,+,R,1,+,+,（2）,解：,对图（2）,例3：,电路如图所示，,U,o(sat),=6V，,U,R,=5V，,R,F,=20k,，,R,2,=1,0k,，求上、下门限电压。,（1）,R,F,R,2,u,o,u,i,+,+,R,1,+,+,+,U,R,R,F,R,2,u,o,u,i,+,+,R,1,+,+,（2）,（1）,R,F,R,2,u,o,u,i,+,+,R,1,+,+,+,U,R,R,F,R,2,u,o,u,i,+,+,R,1,+,+,（2）,u,i,u,o,O,-6,-2,2,6,图(1)的电压传输特性,图(2)的电压传输特性,u,o,u,i,O,-6,6,1.33,5.33,再见!,