模拟 第5章 集成运放课件
49页1、集成运放组成的运算电路,第 5 章,小结,5.1 概述,5.2 基本运算电路,5.3 对数和指数运算电路,5.4集成模拟乘法器,运算放大器的两个工作区域(状态),1. 运放的电压传输特性:,设:电源电压VCC=10V。 运放的AVO=104,Ui1mV时,运放处于线性区。,AVO越大,线性区越小, 当AVO时,线性区0,5.1 概述,2.理想运算放大器:,开环电压放大倍数 AV0= 差摸输入电阻 Rid= 输出电阻 R0=0,为了扩大运放的线性区,给运放电路引入负反馈:,理想运放工作在线性区的条件: 电路中有负反馈!,运放工作在线性区的分析方法: 虚短(U+=U-) 虚断(ii+=ii-=0),3. 线性应用,4. 非线性应用,运放工作在非线性区的特点: 正、负饱和输出状态 电路中开环工作或引入正反馈!,运放工作在非线性区的分析方法在下一章讨论,5.2基本运算电路,5.2.1 比例运算,5.2.2 加法与减法运算,5.2.3 微分与积分运算,5.2.4 基本运算电路应用举例,5.2.1 比例运算,一、反相比例运算,运算放大器在线性应用 时同时存在虚短和虚断,虚断,虚地,为使两输入端对地
2、直流电阻相等:,R2 = R1 / R f,平衡电阻,特点:,1.为深度电压并联负反馈,,Auf = Rf / R 1,2. 输入电阻较小,Rif = R1,3. uIC = 0,对 KCMR 的要求低,u+ = u- = 0,虚地,二、同相比例运算,Auf = 1,跟随器,当 R1 = ,Rf = 0 时,,特点:,1. 为深度电压串联负反馈,,Auf = 1 + Rf /R1,2. 输入电阻大,Rif = ,5.2.2 加法与减法运算,一、加法运算,1. 反相加法运算,R3 = R1 / R2 / Rf,iF i1 + i2,若 Rf = R1= R2,则 uO = (uI1+ uI2),R2 / R3 / R4 = R1/ Rf,若 R2 = R3 = R4 ,,则 uO = uI1+ uI2,Rf = 2R1,2. 同相加法运算,法 1:利用叠加定理,uI2 = 0,uI1 使:,uI1 = 0,uI2 使:,一般,R1 = R1; Rf = Rf,uO = uO1 + uO2,= Rf / R1( uI2 uI1 ),法 2:利用虚短、虚断,uo = Rf /R1( uI2
3、uI1 ),减法运算实际是差分电路,二、减法运算,5.2.3 反相输入运算电路的组成规律,1.正函数型的反相运算电路,输入回路采用函数元件1,使 反馈回路采用电阻元件2,2.反函数型的反相运算电路,输入回路采用电阻元件1 反馈回路采用函数元件2,使得,5.2.4 微分与积分运算,R2 = Rf,虚地,虚断,RfC1 = , 时间常数,微分电路输出电压:,一、微分运算,二、积分运算,=,当 uI = UI 时,,设 uC(0) = 0,时间常数 = R1Cf,积分电路输出电压:,5.2.5 基本运算电路应用举例,例 6.2.1 测量放大器(仪用放大器),同相输入,同相输入,差分输入,uo1,uo2,对共模信号:,uO1 = uO2 则 uO = 0,对差模信号:,R1 中点为交流地,为保证测量精度 需元件对称性好,u+ = u- = us,io = i1 = us / R1,1. 输出电流与负载大小无关,2. 恒压源转换成为恒流源,特点:,例5.2.2 电压电流转换器,例 6.2.3 利用积分电路将方波变成三角波,10 k,10 nF,时间常数 = R1Cf,= 0.1 ms,设 uC(
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