ch7_Op-Ampapllications.ppt

目录7.1 理想运算放大器7.2 基本运算电路和基本应用电路 一、加法和减法 二、积分和微分 三、对数和指数 四、基本应用电路7.3 集成运放构成精密的二极管电路7.4 比较器7.5 基本要求The Applications of Operational Amplifier 目录1. Avo=（实际上Avo≥80dB即可）一、三条件2.差模输入电阻Rid= 3.输出电阻Ro=07.1 理想运算放大器The Ideal Operational Amplifier 目录条件：线性运用线性运用( (负反馈负反馈） 二、两特性 (1)虚短(virtual short circuit)两输入端视为等电位（两输入端视为等电位（ ）） (2)虚断(virtual open circuit) 两输入端视为等效开路（两输入端视为等效开路（ ））目录据虚断: I i′ 0，则Ii  If ; 且V+0 二、两基本电路一、反相比例运算电路 Inverting Amplifier虚地virtual ground据虚短， V-  V+ 0电压增益:目录 据虚断， V+ = Vi 据虚短， V-  V+ =Vi 二、同相比例运算电路 Noninverting Amplifier电压增益:目录7.2 基本运算电路 基础：基础：反相放大电路反相放大电路 同相放大电路同相放大电路分析分析 1））“虚短虚短”+ “虚断虚断”；；方法：方法：2））叠加定理叠加定理(Superposition Theorem)特例特例：：反号器反号器同号器同号器voltage followerimpedance transformerbuffer目录1、反相加法器、反相加法器（一）加法器（一）加法器(Summing Amplifier)方法一： ：：“虚短虚短”+ “虚断虚断”方法二： ：：叠加定理叠加定理平衡电阻：一、加法和减法目录2、同相加法器、同相加法器推导略！推导略！目录（二）减法器（二）减法器1、利用加法器、利用加法器vi2-vi1 = vi2+(-vi1)反号器（反号器（-1））目录叠加定理叠加定理（二）减法器（二）减法器2、差动减法器、差动减法器Difference Amplifier Vi1作用 Vi2作用 综合：综合：目录(一一)积分电路积分电路(Integrator)二、积分和微分二、积分和微分例：Vi是阶跃直流电压VI时目录练习练习: : 画出在画出在给定输入波形给定输入波形作用下积分器作用下积分器的输出波形。

的输出波形a) 阶跃输入信号(b)方波输入信号积分器的输入和输出波形图目录（二）（二） 微分电路微分电路(Differentiator)目录（一）（一） 对数电路对数电路(Log Amplifier)三、对数和指数三、对数和指数目录（二）（二） 指数（指数（反对数反对数）电路）电路(Antilog or Exponential Amplifier)目录1、数据放大器、数据放大器2 2、电压和电流转换电路、电压和电流转换电路四、基本应用电路四、基本应用电路目录1、数据放大器、数据放大器 （仪表放大器、测量放大器）（仪表放大器、测量放大器）(Instrumentation Amplifier)特点特点：高共模抑制比 高输入阻抗 高放大倍数目录如AD624等， R1有引线连出，同时有一组R1接成分压器形式，可选择连线，接成多种R1阻值解：R1的中点为交流零电位，则：R1作用作用：调节增益产产品品另：解法二另：解法二(ref: Page 332)目录2 2、电压和电流转换电路、电压和电流转换电路（（1 1）） 电流电流- -电压变换器电压变换器（（2 2）） 电压电压- -电流变换器电流变换器电压电压- -电流电流和和电流电流- -电压电压变换器广泛变换器广泛应用于放大电路和传感器的连接处，应用于放大电路和传感器的连接处，是很有用的电子电路。

是很有用的电子电路目录（（1）电流）电流-电压变换器（电压变换器（ I/V ）） （（Current-to-Voltage Converter））输出端的负载电流输出端的负载电流目录（（2 2）） 电压电压- -电流变换器电流变换器（（ V / I ）） （（ Voltage-to-Current Converter））由图（由图（a a））: :(a)负载不接地目录(b)负载接地可解得讨论：1. 当分母为零时， iO →∞，电路自激2. 当R2 /R1 =R3 /R4时, 则目录7.3 集成运算放大器精密二极管电路1、精密整流(限幅)电路 一般二极管整流电路由于二极管存在死区电压UVON(硅管一般为0.6~0.7V左右) 当信号较小时，误差大，非线性目录精密半波整流电路 (1)当ui＞0,u′o＜0时，V1截止，V2导通，R1、R2构成反相比例放大器，  (2)当ui＜0， u′o ＞0时， V1导通， V2截止，uo=0，而V1导通，保证了运放仍处于闭环工作 目录精密全波整流电路 目录2、峰值检波电路 当ui＞uo时，uo1＞0，二极管开关V导通，C充电，且整个电路(A1、A2)构成跟随器， uo =uC≈ui，输出跟随ui增大； 当ui＜ uo时， uo1 ＜0，V截止，A2输入阻抗很大，C无放电回路，故uo=uC，处于保持状态。

这样，即可以实现峰值检波目录3、取样保持电路当取样脉冲uS为高电平时，V导通此时，若ui＞uC，电容C充电且uC = ui 若ui ＜ uC ，电容仍可通过V向运放放电，且也能保证uC = ui 而当uS为低电平，且uS ＜uGSoff(夹断电压)时，则场效应管截止，电容电压保持目录目录 7.4.1 概述 7.4. 2 三种比较器 7.4. 3 比较器的应用7.4 比较器目录 将将一一个个模模拟拟电电压压信信号号与与一一个个门门限限电电压压相相比较，输出一定的高低电平比较，输出一定的高低电平 门限电压门限电压VT:(Threshold)(crossover voltage):使输出电压发生跳变时使输出电压发生跳变时的输入电压的输入电压(阈值电压阈值电压)7.4. 1 概述概述功能：功能：特性：特性： 非线性开关特性（高低电平）非线性开关特性（高低电平）传输特性：传输特性：voltage transfer characteristics目录1、电路 open-loop2、传输特性曲线 7.4. 2 三种比较器三种比较器 分析方法分析方法： 对于开环或正反馈运放：“+”端电位高，正饱和“”端电位高，负饱和一、单门限比较器一、单门限比较器反相输入单门限比较器目录电路图和传输特性曲线如图所示。

电路图和传输特性曲线如图所示b)(a)电路图(b)传输特性曲线3、特例——过零比较器过零比较器目录二、二、 双门限（双门限（滞回、迟滞滞回、迟滞）比较器）比较器 Bistable Multivibrator; Schmitt trigger上限阈值下限阈值传输特性：传输特性：voltage transfer characteristics已知：已知：则，两门限：则，两门限：回差电压HysteresiswidthHysteresis effectPositive feedback目录三、三、 窗口比较器窗口比较器 1、电路、电路设R1 =R2，则两门限两门限： 2、传输特性、传输特性目录7.4.3 比较器的应用比较器的应用主要用于：对输入波形进行整形，即 将不规则的输入波形整形为方波输出(a) 正弦波变换为矩形波 (b) 有干扰正弦波变换为方波 用比较器实现波形变换目录7.5 基本要求 1.熟练理想运放的特性，掌握理想运放构成的各种运算器； 2.了解运放构成的精密二极管电路。

3.会查阅电子器件手册。