ch8 集成運(yùn)算放大器

1、返回返回前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)+uou +u-。 。+UCCUEE后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)反相反相輸入端輸入端同相同相輸入端輸入端輸出端輸出端后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回2 2、uo= VC1 VC2 = 0uo= (VC1 VC1 ) (VC2 VC2 ) = 0靜態(tài)時(shí)，靜態(tài)時(shí)，ui1 = ui2 = 0當(dāng)溫度升高時(shí)當(dāng)溫度升高時(shí)ICVC （兩管變化量相等）（兩管變化量相等）前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)1）能抑制輸出端的零點(diǎn)漂移）能抑制輸出端的零點(diǎn)漂移返回返回uo= (VC1 VC1

2、 ) (VC2 VC ) =2 VC1 兩管集電極電位一減一增，呈等量異向變化，兩管集電極電位一減一增，呈等量異向變化，差模信號(hào)：差模信號(hào)： ui1 =ui2大小相等、極性相反大小相等、極性相反前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)2）能放大差模信號(hào)）能放大差模信號(hào)差模信號(hào)差模信號(hào)是有用信號(hào)是有用信號(hào)信號(hào)輸入信號(hào)輸入+返回返回uo= (VC1 VC1 ) (VC2 VC ) 兩管集電極電位呈等量同向變化，兩管集電極電位呈等量同向變化，共模信號(hào)：共模信號(hào)： ui1 = ui2大小相等、極性相同大小相等、極性相同+前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)3）能抑制共模信號(hào)）能抑制共模信號(hào)差動(dòng)電路抑差動(dòng)電路抑制共模信號(hào)制共模

3、信號(hào)能力的大小能力的大小,反映了它對(duì)反映了它對(duì)零點(diǎn)漂移的零點(diǎn)漂移的抑制水平。抑制水平。共模信號(hào)共模信號(hào) 需要抑制需要抑制 返回返回前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)4）比較輸入）比較輸入這種輸入常作為這種輸入常作為比較放大來應(yīng)用比較放大來應(yīng)用 放大器只放大器只 放大兩個(gè)放大兩個(gè) 輸入信號(hào)輸入信號(hào) 的差值信的差值信 號(hào)號(hào)差差 動(dòng)放大電動(dòng)放大電 路。路。返回返回前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回（Common - Mode Rejection Ratio)CdCMRRAAK ) (20)(分貝CdCMRRAAlgdBK 衡量差動(dòng)放大電路放大差模信號(hào)和抑制衡量差動(dòng)放大電路放大差模信號(hào)和抑制共模信號(hào)的能力。共

4、模信號(hào)的能力。差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù) KCMRR越大，說明差越大，說明差模放大倍數(shù)越大，抑制模放大倍數(shù)越大，抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)5）共模抑制比）共模抑制比返回返回3 3、典型差動(dòng)放大電路、典型差動(dòng)放大電路RE、EE作用：作用：) )( (不不影影響響差差模模放放大大對(duì)對(duì)差差模模無無負(fù)負(fù)反反饋饋?zhàn)髯饔糜? (能能抑抑制制零零點(diǎn)點(diǎn)漂漂移移) )對(duì)對(duì)共共模模起起負(fù)負(fù)反反饋饋?zhàn)髯饔糜眯Ч鸈REE：用于補(bǔ)償：用于補(bǔ)償RE上的壓降，以維持工作點(diǎn)不變上的壓降，以維持工作點(diǎn)不變VT1+VCCEERCRBRCT2RBREui1ui2

5、+-+-VT1后一頁(yè)后一頁(yè)前一頁(yè)前一頁(yè)uo+-uo+-返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)+Uo(sat)-Uo(sat)ud = u+u- uo線性區(qū)線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè) 差模輸入電壓約等于差模輸入電壓約等于 0 即即 u+= u 稱稱“虛短虛短” 輸入電流約等于輸入電流約等于 0 即即 i+= i 0 稱稱“虛斷虛斷” 線性區(qū)線性區(qū) Auo越大，運(yùn)放的越大，運(yùn)放的 線性范圍越小，必線性范圍越小，必 須加負(fù)反饋才能使須加負(fù)反饋才能使 其工作于線性區(qū)。其工作于線性區(qū)。后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè) 輸出只有兩種可能輸出只有兩種可能 +Uo(sat) 或或

6、 Uo(sat) 當(dāng)當(dāng) u+ u 時(shí)，時(shí)， uo = + Uo(sat) u+ Ube， rif 提高。提高。iifrFAr)1(0 1 1）串聯(lián)負(fù)反饋）串聯(lián)負(fù)反饋bbebiiIUIUr 無負(fù)反饋時(shí)：無負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：biifIUr uiubeib+uf+使電路的輸入電阻提高使電路的輸入電阻提高返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)FArrifi01 ifbbeiIUr 無負(fù)反饋時(shí)：無負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：ibeifIUr 在同樣的在同樣的Ube下，下，Ii= Ib + If Ib， rif 降低降低。2 2）并聯(lián)負(fù)反饋）并聯(lián)負(fù)反饋 使電路的輸入電阻降低使電路的輸入電阻降低iiib

7、ube+返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)oofrFAr)1(0 FArroof01 電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，即有恒壓輸出特性，故輸出電阻降低。即有恒壓輸出特性，故輸出電阻降低。 電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用，電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用，即有恒流輸出特性，故輸出電阻提高。即有恒流輸出特性，故輸出電阻提高。1 1）電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻降低）電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻降低2 2）電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻提高）電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻提高返回返回后一頁(yè)后一頁(yè)后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)0 ii11Ruuii FFRuui0 fii 1iFuRRu

8、101RRuuAFiouf 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè) 虛短虛短 u- = u+ = 0 稱稱“虛地虛地” 反相反相 輸入運(yùn)算的重要特點(diǎn)輸入運(yùn)算的重要特點(diǎn)1RRuuAFiouf iFouRRu1 uo+.uiR2RFu+u_。 R1.。 。 + 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)例：電路如下圖所示，已知例：電路如下圖所示，已知 R1= 10 k ，RF = 50 k 。 求：求：1、Auf 、R2 ； 2、若、若 R1不變，要求不變，要求Au f為為 10，則，則RF 、 R2 應(yīng)為應(yīng)為 多少？多少？RF+.uiuoR2u+u_。 R1解：解：1、 Au f

9、 = RF R1 = 50 10 = 5R2 = R1 RF =10 50 10+50 = 8.3 k 2、 Au f = RF R1 = RF 10 = 10 RF = Auf R1 = 10 10 = 100 R2 = 10 100 10 +100 = 9. 1 k 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)oFuRRRu 11 uu0 iiuu iFuRRu)1(10 11RRuuAFiouf 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)uiuo+.u+u_。 URLR1R2+.uoR2RFu+u_。ui。 R1 此電路是電壓此電路是電壓 串聯(lián)負(fù)反饋，輸串聯(lián)負(fù)反饋，輸 入電阻高

10、，輸出入電阻高，輸出 電阻低，在電路電阻低，在電路 中的作用與分立中的作用與分立 元件的射極輸出元件的射極輸出 器相同，但是電器相同，但是電 壓跟隨性能更好。壓跟隨性能更好。后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)FoiiiiRuRuRu22110 iFoiiiiRuuRuuRuu 2211后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè))(2211iiFiiFouRRuRRu2、1212iiiiuRRRu 22111)1(iiiiF ouRRRRRu F ouRRu )1(112121)1 (iiiiFuRRRRR )(1(221112121iiiiiiiiFouRRRuRRRRRu 分析方法一：分析方法一：? U

11、后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)22111212iiiiiiiiuRRRuRRRu uRRuFo)1(1iii1i2后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)+.uoRFu+u_。.ui2。 Ri2R1ui1Ri2+.ui2ui1uoR2RFu+u_。 Ri1Ri2。前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回)(1 (221112121iiiiiiiiFouRRRuRRRRRu 前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回)(2211iFiFouRRuRRu2323iuRRRu 11Riuuu uu1111 RRRuuuFioi 1123231)1(iFi FouRRuRRRRRu 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)112

12、3231)1(iFi FouRRuRRRRRu R2 / R3 = R1 / RF 如果取如果取 R1 = R2 ， R3 = RF )(121iiFouuRRu 則則： 如果取如果取 R1 = R2 = R3 = RF 12iiouuu 則則：輸出與兩個(gè)輸入信號(hào)的輸出與兩個(gè)輸入信號(hào)的差值差值成正比。成正比。+.ui2ui1uoR3RFu+u-。 R1。R2后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)11iF ouRRu o oouuu uRRuF o)1(123231)1(i FuRRRRR +.ui2ui1uoR3RFu+u-。 R1。R2后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)dtduCRucFi 1dtd

13、uCoF dtuCRuiFo 11dtduCicFf 11Ruiicu后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)若輸入信號(hào)電壓為恒定直流量，若輸入信號(hào)電壓為恒定直流量， 即即 ui= Ui時(shí)時(shí)，則，則tCRUdtUCRuFiiFo1110U iiu0Ui iuuot0-UOM+UOMt0uiFiOMCRUUt10 積分飽和積分飽和線性積分時(shí)間線性積分時(shí)間線性積分時(shí)間線性積分時(shí)間輸出電壓隨時(shí)輸出電壓隨時(shí)間線性變化間線性變化后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回前一頁(yè)前一頁(yè)當(dāng)電容當(dāng)電容CF的初始電壓為的初始電壓為 uc(t0) 時(shí)，則有時(shí)，則有 0101tudtuCRucttiFo 1 010tudtuCRottiF tt

14、0前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè) 采用集成運(yùn)算放大器組成的積分電路，由采用集成運(yùn)算放大器組成的積分電路，由于充電電流基本上是恒定的，故于充電電流基本上是恒定的，故u0是時(shí)間是時(shí)間t的的一次函數(shù)，從而提高了它的線性度。一次函數(shù)，從而提高了它的線性度。 將比例運(yùn)算和積分運(yùn)算結(jié)合在一起，就組成將比例運(yùn)算和積分運(yùn)算結(jié)合在一起，就組成比例比例積分運(yùn)算電路。積分運(yùn)算電路。這種運(yùn)算器又稱這種運(yùn)算器又稱PI調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器，常用于控制系統(tǒng)中，以保證自控系統(tǒng)的穩(wěn)器，常用于控制系統(tǒng)中，以保證自控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度。定性和控制精度。返回返回)(dtiCiRFF111)(dtUCRuRRiFiF111)(cfFouiRu

15、返回返回fii 1FoiRudtduC 1dtduCRuiFo1 uot0t0ui前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回fFoiRu CRfiii )(11dtduCRuii )(dtduCRuRRuiFiF110前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回uo+.uiRRFu+u_。 R1.。 。 +.uoR2RFu+u_。ui。 R1+.uoRu+u_。R1ui。.RF.+uiuou+u_。 R11R 將輸出電壓將輸出電壓反饋到輸入反饋到輸入 返回返回io+.ioR2RLu+u_ui。 R1將輸出電流將輸出電流反饋到輸入反饋到輸入+.uiR2RFu+u_。 R1.。 RLR電流并聯(lián)電流并聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋電

16、流串聯(lián)電流串聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋 返回返回返回返回返回返回前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)：理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)： 輸出只有兩種可能輸出只有兩種可能 +Uo 或或Uo 當(dāng)當(dāng) u+ u 時(shí)，時(shí)， uo = +Uo u+UR，uo= +UOui UR，uo= UOuiuoo UO+UOUR電壓傳輸特性電壓傳輸特性u(píng)ouio UO+UOUR+uiuou+u_。 R1+_URR2+_+uiuou+u_。 R1 URR2前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回uitoURouot+UO UOouot+UO UOt1t2+uiuou+u_。 R1+_URR2+_+uiuou+u_。 R1 URR2前一頁(yè)前一頁(yè) 后一頁(yè)后一頁(yè)返回返回3. 輸出帶限幅的電壓比較電路輸出帶限幅的電壓比較電路設(shè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為設(shè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為UZ，忽略穩(wěn)壓管的正向?qū)▔航岛雎苑€(wěn)壓管的正向?qū)▔航祫t則 ui UR，uo=UZUZ-UZuiuoo UO+UOUR電壓傳輸特性電壓傳輸特性+uiuou+u_。 R1+_URR