模擬電子技術(shù)項(xiàng)目化教程（第2版）課件 項(xiàng)目3：邏輯測(cè)試筆電路

差分放大電路及其靜態(tài)分析1．差分放大電路的組成1）直接耦合放大電路需要解決的問(wèn)題差分放大電路及其靜態(tài)分析

2）差分放大電路的組成

典型的差分放大電路如圖（a）所示。

該電路采用發(fā)射極電阻Re耦合的對(duì)稱共射電路，其中V1、V2稱為差分對(duì)管；兩邊的元器件對(duì)稱，參數(shù)相同；電路雙電源供電，且VCC=VEE，輸出負(fù)載可以接到兩輸出端之間（稱為雙端輸出），也可接到任一輸出端到地之間（稱為單端輸出）。

差分放大電路及其靜態(tài)分析2．差分放大電路靜態(tài)分析靜態(tài)時(shí)，IC1=IC2≈IE，UC1=UC2=VCC－IC1Rc1

。

故：Uo=UC1－UC2=0。

電路完全對(duì)稱的理想情況下，靜態(tài)時(shí)，差分放大器具有零輸入零輸出的特點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。

差分放大電路及其靜態(tài)分析差分放大電路直流通路如圖（b）所示。3．差分放大電路中的信號(hào)1）差模信號(hào)和差模放大倍數(shù)

差模信號(hào)就是一對(duì)大小相等、極性相反的信號(hào)電壓，即ui1＝－ui2。共模信號(hào)與差模信號(hào)差模輸入時(shí)，ui1＝uid1，ui2＝uid2＝-uid1，而電路的差模輸入信號(hào)uid為兩個(gè)差模輸入信號(hào)之差，即uid=uid1-uid2=2uid1，故uid1=-uid2=uid/2。

把輸入差模信號(hào)時(shí)的電壓放大倍數(shù)稱為電路的差模電壓放大倍數(shù)，用Aud表示，即

Aud＝uod/uid，或

uod＝Aud

uid。2）共模信號(hào)和共模放大倍數(shù)

共模信號(hào)就是一對(duì)大小相等、極性相同的信號(hào)，即ui1＝ui2。

共模信號(hào)與差模信號(hào)

兩個(gè)共模輸入信號(hào)均用uic表示。共模輸入時(shí)，電路的共模輸入信號(hào)就是uic，此時(shí)uic=ui。

把輸入共模信號(hào)時(shí)的電壓放大倍數(shù)稱為電路的共模電壓放大倍數(shù)，用Auc表示，即Auc=uoc/uic，或uoc=Auc

uic。

3．差分放大電路中的信號(hào)3）任意信號(hào)的分解

一般情況下，差分的兩輸入端信號(hào)ui1和ui2是任意的，這時(shí)它們之中就含有差模信號(hào)和共模信號(hào)的成分。此時(shí)，若將ui1和ui2改寫(xiě)成差分放大電路及其靜態(tài)分析由此可知，一對(duì)任意信號(hào)均可以分解為一對(duì)共模信號(hào)和一對(duì)差模信號(hào)之和，即解聯(lián)立方程

，得：

同理，差分兩個(gè)輸出端電壓uo1和uo2也可以分解為差模信號(hào)和共模信號(hào)之和。根據(jù)疊加定理，電路總的輸出電壓uo應(yīng)為輸入信號(hào)中差模成分和共模成分單獨(dú)輸入時(shí)的輸出電壓uod和uoc之和，但通常uod＞＞uoc，故

uo=uod+uoc＝Aud

uid+Auc

uic≈Aud

uid＝Aud（ui1-ui2）

上式表明，差動(dòng)放大器的性能應(yīng)是差模性能和共模性能的合成。因輸出電壓與兩管輸入電壓之差成正比，差分放大電路因此而得名。差分放大電路及其靜態(tài)分析差分放大電路輸入動(dòng)態(tài)分析主講人：彌銳雙端輸入雙端輸出差分放大電路如下圖所示。差模輸入動(dòng)態(tài)分析雙端輸入雙端輸出差分放大電路的差模交流通路如下圖所示。1.雙端輸入雙端輸出差分放大電路動(dòng)態(tài)分析

接上負(fù)載的雙端輸入雙端輸出差分放大電路的差模交流通路如圖所示。差模輸入動(dòng)態(tài)分析由圖可見(jiàn)，每管的交流負(fù)載

，故差模電壓放大倍數(shù)式中，Au1為單管共射電路的電壓放大倍數(shù)。輸入電阻Rid則是從兩個(gè)輸入端看進(jìn)去的等效電阻，為輸出電阻Ro，為差模輸入時(shí)單端輸出差分放大電路動(dòng)態(tài)分析請(qǐng)同學(xué)自行分析。雙端輸入雙端輸出差分放大電路的共模交流通路如圖所示。共模輸入動(dòng)態(tài)分析2.雙端輸入雙端輸出差分放大電路動(dòng)態(tài)分析由于電路對(duì)稱，此時(shí)Δuc1=Δuc2，故RL中沒(méi)有電流流過(guò)，可視為開(kāi)路。由于電路參數(shù)的理想對(duì)稱性，所以在輸入共模信號(hào)時(shí)，總有所以，差動(dòng)放大電路對(duì)共模信號(hào)具有抑制作用。共模輸入時(shí)單端輸出差分放大電路動(dòng)態(tài)分析請(qǐng)同學(xué)自行分析。3.共模抑制比為反映電路對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，引入共模抑制比的概念，定義為KCMR越大，差動(dòng)放大電路的抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。在理想情況下，雙端輸出差動(dòng)電路的共模抑制比趨向于無(wú)窮大。差分放大電路輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)分析謝謝！集成運(yùn)算放大器概述主講人：彌銳1．集成運(yùn)算放大器內(nèi)部電路框圖

集成運(yùn)算放大器由輸入級(jí)、中間放大級(jí)、功率輸出級(jí)和偏置電路組成，如圖所示。為了減少零漂和抑制共模干擾信號(hào)，采用高性能的恒流源差動(dòng)放大電路作輸入級(jí)。運(yùn)放的放大倍數(shù)主要是由中間級(jí)提供的，因此要求中間級(jí)有較高的電壓放大倍數(shù)。輸出級(jí)大多采用復(fù)合管構(gòu)成的共集電路構(gòu)成。偏置電路用來(lái)為各級(jí)放大電路提供合適的偏置電流。集成運(yùn)算放大器概述2．集成運(yùn)算放大器的外形及圖形符號(hào)

集成運(yùn)算放大器的外形及圖形符號(hào)如圖所示。

（a)圓殼式

（b)雙列直插式

（c)扁平式

（d)圖形符號(hào)集成運(yùn)算放大器概述3．集成運(yùn)算放大器的分類

1）按其用途分類

（1）通用型集成運(yùn)算放大器

（2）專用型集成運(yùn)算放大器2）按其供電電源分類

（1）雙電源集成運(yùn)算放大器

（2）單電源集成運(yùn)算放大器。集成運(yùn)算放大器概述

3）按其制作工藝分類

（1）雙極型集成運(yùn)算放大器

（2）單極型集成運(yùn)算放大器

（3）雙極-單極兼容型集成運(yùn)算放大器

4）按運(yùn)放級(jí)數(shù)分類

（1）單運(yùn)放

（2）雙運(yùn)放

（3）三運(yùn)放

（4）四運(yùn)放集成運(yùn)放內(nèi)部框圖與電路符號(hào)4．理想集成運(yùn)算放大器的概念理想運(yùn)放具有以下特性：1）開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aud→∞2）開(kāi)環(huán)差模輸入電阻rid→∞3）開(kāi)環(huán)差模輸出電阻rod→04）輸入失調(diào)電壓UIO=05）輸入失調(diào)電流IIO=06）共模抑制比KCMR→∞7）頻帶寬度BW→∞理想運(yùn)放概念及主要參數(shù)5．集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)

1）差模開(kāi)環(huán)直流電壓增益Aud

Aud=?Uo/?Uid差模開(kāi)環(huán)電壓增益一般用分貝（dB）為單位，可用下式表示

Aud（dB）=20lg（?Uo/?Uid）（dB）2）最大輸出電壓Uopp

3）輸入失調(diào)電壓UIO4）輸入失調(diào)電流IIO5）最大差模輸入電壓Uidmax理想運(yùn)放概念及主要參數(shù)6）最大共模輸入電壓Uicmax7）共模抑制比KCMR

集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，其共模抑制比，KCMR=Aud/Auc若以分貝為單位時(shí)，KCMR由下式表示為：KCMR=20lg(Aud/Auc)dB8）輸出電阻rO9）差模輸入電阻rid理想運(yùn)放概念及主要參數(shù)謝謝！集成運(yùn)算放大器應(yīng)用主講人：彌銳1.集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性

集成運(yùn)算放大器的傳輸特性曲線如圖所示。由該傳輸特性曲線可知：理想集成運(yùn)算放大器的工作范圍有兩種，即線性區(qū)和非線性區(qū)。集成運(yùn)算放大器應(yīng)用1.集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性

集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，其輸出電壓與兩個(gè)輸入端的電壓差之間存在線性關(guān)系，即

uo=Aud(u+-u-)

如果輸入端電壓的幅度比較大，則集成運(yùn)放的工作范圍將超出線性放大區(qū)域進(jìn)入非線性區(qū)，此時(shí)集成運(yùn)放的輸出、輸入信號(hào)之間將不滿足上式所示的關(guān)系式。集成運(yùn)算放大器應(yīng)用2.集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

集成運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)的必要條件是引入深度負(fù)反饋。假設(shè)電路中的集成運(yùn)放為理想元件，則由于集成運(yùn)算放大器的Aud→∞，則

uid=uod/Aud≈0由uid=u+-u-，得

u+≈u-

即“虛短”。由集成運(yùn)算放大器的輸入電阻Rid→∞，得

i+=i-≈0即“虛斷”。集成運(yùn)算放大器應(yīng)用3.集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用

假設(shè)電路中的集成運(yùn)放為理想元件，當(dāng)集成運(yùn)算放大器工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài)或外接正反饋時(shí)，由于集成運(yùn)算放大器的Aud→∞，只要有微小電壓信號(hào)輸入，集成運(yùn)算放大器就一定工作在非線性區(qū)。集成運(yùn)放開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)電路如圖所示。

集成運(yùn)算放大器應(yīng)用3.集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用

集成運(yùn)算放大器非線性工作狀態(tài)的特點(diǎn)：（1）電路輸出電壓只有兩種狀態(tài)，不是正飽和電壓VOH，就是負(fù)飽和電壓VOL。當(dāng)同相端電壓大于反相端電壓，即u+＞u-時(shí)，uo=VOH；當(dāng)同相端電壓小于反相端電壓，即u+＜u-時(shí)，uo=VOL。（2）因?yàn)榧蛇\(yùn)算放大器的輸入電阻Rid→∞，所以電路同樣存在“虛斷”現(xiàn)象，即i+=i-≈0集成運(yùn)算放大器應(yīng)用謝謝！反饋網(wǎng)絡(luò)及其分類主講人：彌銳1.反饋的基本概念

將電子系統(tǒng)的輸出信號(hào)的一部分或全部，經(jīng)過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)送回到輸入回路，與原來(lái)的輸入信號(hào)共同控制該電子系統(tǒng)，這樣的作用過(guò)程稱為反饋。如圖所示。反饋網(wǎng)絡(luò)及其分類2.反饋電路框圖

有反饋的電子系統(tǒng)稱為反饋電子系統(tǒng)，其組成框圖如圖所示。

圖中A代表沒(méi)有反饋的放大電路，F(xiàn)代表反饋網(wǎng)絡(luò)。

符號(hào)

代表信號(hào)的比較環(huán)節(jié)。

、

、

和

分別表示電路的輸入量、反饋量、凈輸入量和輸出量，它們可以是電壓，也可以是電流。反饋網(wǎng)絡(luò)及其分類3.反饋深度和深度負(fù)反饋基本放大電路放大倍數(shù)為：反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為：由于，所以反饋放大電路的放大倍數(shù)可以用表示為此式反映了放大電路的基本關(guān)系，其中1+AF是描述反饋強(qiáng)弱的物理量，稱為反饋深度。反饋網(wǎng)絡(luò)及其分類式

中，若：AF

>>1，即負(fù)反饋較深，這種反饋稱為深度負(fù)反饋，此時(shí)則有反饋網(wǎng)絡(luò)及其分類4.反饋的分類

根據(jù)分析問(wèn)題的角度不同，反饋的種類也有不同的劃分方法。根據(jù)反饋的性質(zhì)，可以分為正反饋和負(fù)反饋。根據(jù)反饋信號(hào)的性質(zhì)，可以分為交流反饋和直流反饋。根據(jù)反饋輸入端的連接方式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。根據(jù)反饋輸出端的連接方式的不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。反饋網(wǎng)絡(luò)及其分類謝謝！正負(fù)反饋與交直流反饋主講人：彌銳1．正反饋和負(fù)反饋1）定義

如果反饋信號(hào)削弱輸入信號(hào)，使凈輸入信號(hào)減少，導(dǎo)致放大倍數(shù)減小，這種反饋稱為負(fù)反饋；反之，放大電路引入的反饋信號(hào)使放大電路的凈輸入信號(hào)增加的反饋稱為正反饋。

負(fù)反饋使放大電路的性能得到改善，因此應(yīng)用極為廣泛，常把負(fù)反饋簡(jiǎn)稱為反饋。正負(fù)反饋與交直流反饋2）極性判別方法對(duì)于交流電路，通常采用瞬時(shí)極性法來(lái)判斷反饋的極性，方法如下：（1）先假設(shè)放大電路輸入信號(hào)對(duì)地的瞬時(shí)極性呈上升的趨勢(shì)。（2）按照信號(hào)在放大電路、反饋電路的傳遞路徑，逐級(jí)標(biāo)出有關(guān)點(diǎn)的瞬時(shí)極性。（3）在放大電路的輸入回路中比較反饋信號(hào)和輸入信號(hào)的極性，看凈輸入量是增加還是減小，從而確定是正反饋還是負(fù)反饋。正負(fù)反饋與交直流反饋2．直流反饋和交流反饋1）定義

在放大電路中存在有直流分量和交流分量，若反饋信號(hào)是交流量，則稱為交流反饋，它影響電路的交流性能；若反饋信號(hào)是直流量，則稱為直流反饋，它影響電路的直流性能，如靜態(tài)工作點(diǎn)。若反饋信號(hào)中既有交流量又有直流量，則反饋對(duì)電路的交流性能和直流性能都有影響。正負(fù)反饋與交直流反饋圖中，Re既存在于交流通路，也存在于直流通路，所以該電路既有交流反饋，也有直流反饋。2．直流反饋和交流反饋2）判別方法

畫(huà)出放大電路直流通路和交流通路，在直流通路中存在的反饋稱為直流反饋；在交流通路中存在的反饋稱為交流反饋；交、直流通路中都存在的反饋則為交、直流反饋。正負(fù)反饋與交直流反饋謝謝！電壓電流反饋與串并聯(lián)反饋主講人：彌銳1．電壓反饋和電流反饋1）定義

反饋信號(hào)取自輸出電壓（稱為電壓采樣），這種反饋稱為電壓反饋，

如圖（a）所示；反饋信號(hào)取自輸出電流（稱為電流采樣），這種反饋稱為電流反饋，如圖（b）所示。電壓電流反饋與串并聯(lián)反饋（a）電壓反饋（b）電流反饋2）判別方法：根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)與輸出端的接法判斷。

若反饋網(wǎng)絡(luò)與輸出端接同一節(jié)點(diǎn)為電壓反饋，不接于同一節(jié)點(diǎn)為電流反饋。（a）電壓反饋（b）電流反饋電壓電流反饋與串并聯(lián)反饋2．串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋1）定義串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)送到輸入端是以電壓相加減形式出現(xiàn)，如圖（a）所示。并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)送到輸入端是以電流相加減形式出現(xiàn)，如圖（b）所示。（a）串聯(lián)反饋（b）并聯(lián)反饋電壓電流反饋與串并聯(lián)反饋2）判別方法

若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)不在輸入端的同一個(gè)節(jié)點(diǎn)引入，則為串聯(lián)反饋，如圖（a）所示；如果反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)引入，則為并聯(lián)反饋，如圖（b）所示。（a）串聯(lián)反饋（b）并聯(lián)反饋電壓電流反饋與串并聯(lián)反饋謝謝！主講人：彌銳電壓串聯(lián)與電壓并聯(lián)負(fù)反饋1．電壓串聯(lián)負(fù)反饋

電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路能夠穩(wěn)定輸出電壓。其電路圖如圖(a)所示。電壓串聯(lián)與電壓并聯(lián)負(fù)反饋（a）在圖(a)所示的電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路中，由R1和Rf構(gòu)成輸入和輸出之間的反饋通路，存在反饋。若將負(fù)載RL短路，則uo=0、uf=0，反饋不存在，所以是電壓反饋。如果把輸入回路反饋節(jié)點(diǎn)對(duì)地短路，輸入信號(hào)仍能夠加到基本放大電路中去，因而是串聯(lián)反饋。2．電壓并聯(lián)負(fù)反饋

電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路可以提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。其電路圖如圖(b)所示。電壓串聯(lián)與電壓并聯(lián)負(fù)反饋（b）

在圖(b)所示的電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路中，由Rf構(gòu)成輸入和輸出間的反饋通路，存在負(fù)反饋。在電路中引入反饋回路后，輸出信號(hào)會(huì)被送回到輸入端，與輸入信號(hào)進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的自動(dòng)調(diào)節(jié)。這樣可以有效地抑制電路中的噪聲和干擾信號(hào)，提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。謝謝！主講人：彌銳電流串聯(lián)與電流并聯(lián)負(fù)反饋1．電流串聯(lián)負(fù)反饋

電流串聯(lián)負(fù)反饋電路圖如圖(a)所示。電流串聯(lián)與電流并聯(lián)負(fù)反饋（a）

圖(a)所示電路中，Rf構(gòu)成輸入和輸出之間的反饋通路，存在反饋。從電路輸出端看，若將輸出端短路（Rf短路），顯然反饋信號(hào)存在，電路是電流反饋；從電路的輸入端看，反饋網(wǎng)絡(luò)的出口與信號(hào)源串聯(lián)，因此為串聯(lián)反饋。所以，圖（a）為電流串聯(lián)負(fù)反饋電路。2．電流并聯(lián)負(fù)反饋

電流并聯(lián)負(fù)反饋電路圖如圖(b)所示。

從電路的輸出端看，若將輸出端短路（將RL短路），顯然反饋信號(hào)還存在，電路是電流反饋；從電路的輸入端看，若將輸入端短路，反饋信號(hào)消失，說(shuō)明是并聯(lián)反饋，所以圖（b）為電流并聯(lián)負(fù)反饋電路。電流串聯(lián)與電流并聯(lián)負(fù)反饋（b）謝謝！負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響主講人：彌銳1．提高放大倍數(shù)（增益）的穩(wěn)定性放大器的放大倍數(shù)是由電路元件參數(shù)決定的。通常在放大器中引入負(fù)反饋，用以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。放大倍數(shù)的穩(wěn)定性可用放大倍數(shù)的相對(duì)變化量來(lái)衡量。閉環(huán)增益的相對(duì)變化量為：負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響2．減少非線性失真由于晶體三極管特性的非線性，當(dāng)輸入信號(hào)較大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)失真，在其輸出端得到了正負(fù)半周不對(duì)稱的失真信號(hào)。當(dāng)加入負(fù)反饋以后，這種失真將可得到改善。負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響3．?dāng)U展通頻帶引入負(fù)反饋后增益下降，但通頻帶擴(kuò)展。對(duì)于單RC電路系統(tǒng)通頻帶擴(kuò)展（1+AF）倍。通頻帶的擴(kuò)展，意味著頻率失真的減少，故負(fù)反饋能減少頻率失真。放大電路的幅頻特性如圖所示。負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響4．改變輸入電阻和輸出電阻

1）串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響

引入串聯(lián)負(fù)反饋后的輸入電阻為未引入負(fù)反饋電路輸入電阻的（1+AF）倍，即

Rif=(1+AF)Ri

2）并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小

引入并聯(lián)負(fù)反饋后的輸入電阻為未引入負(fù)反饋電路輸入電阻的1/1+AF倍，即

Rif=Ri/(1+AF)串聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋4．改變輸入電阻和輸出電阻

3）電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響電壓負(fù)反饋電流負(fù)反饋

引入電壓負(fù)反饋后的輸出電阻為未引入負(fù)反饋電路輸出電阻的1/（1+AF）倍，即

Rof=Ro/(1+AF)

4）電流負(fù)反饋使輸出電阻增大

引入電流負(fù)反饋后的輸出電阻為未引入負(fù)反饋電路輸出電阻的1+AF倍，即

Rof=Ro(1+AF)謝謝！反相輸入比例運(yùn)算電路主講人：彌銳

反相輸入比例運(yùn)算電路為了保證集成運(yùn)放差動(dòng)輸入級(jí)的靜態(tài)平衡，要求平衡電阻反相輸入比例運(yùn)算電路，如圖所示：（a）反相輸入比例運(yùn)算電路反相輸入比例運(yùn)算電路根據(jù)運(yùn)放輸入端“虛斷”，可得

i+

=

0，故

u+

=

0。根據(jù)運(yùn)放輸入端“虛短”，可得

u-

=

u+

=

0，因此，由圖可得：根據(jù)運(yùn)放輸入端“虛斷”，可得

i-

=

0，則有

i1=

if，所以故可得輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系為：（a）

反相輸入比例運(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路主要有如下特點(diǎn)：(1)它是深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路，調(diào)節(jié)Rf、R1比值即可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)Auf。(2)輸入電阻等于R1。(3)u-=u+=

0，所以運(yùn)放共模輸入信號(hào)uic=0，

對(duì)集成運(yùn)放KCMR的要求較低。(4)

當(dāng)

時(shí)，

，稱為反相器。（a）謝謝！主講人：彌銳同相輸入比例運(yùn)算電路

同相輸入比例運(yùn)算電路為了保證集成運(yùn)放差動(dòng)輸入級(jí)的靜態(tài)平衡，要求平衡電阻（a）同相輸入比例運(yùn)算電路同相輸入比例運(yùn)算電路，如圖（a）所示:同相輸入比例運(yùn)算電路根據(jù)運(yùn)放輸入端“虛斷”，可得

，故有

，可得：由于

，所以可求得輸出電壓

uo與輸入電壓

ui

的關(guān)系為：可見(jiàn)

uo

與

ui

同相且成比例，故稱為同相比例運(yùn)算電路，其比例系數(shù)為：（a）

同相輸入比例運(yùn)算電路如取

或

時(shí)，則可得

Auf

=1，

，這種電路稱為電壓跟隨器，如圖（b）所示：根據(jù)運(yùn)算同相端“虛斷”可得，同相比例運(yùn)算電路的輸入電阻為：

rif=∞同相比例運(yùn)算電路主要有如下特點(diǎn)：(1)

它是深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，調(diào)節(jié)Rf、R1的比值就可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)Auf，

電壓跟隨器是它的應(yīng)用特例。(2)

輸入電阻趨于無(wú)窮大。（a）同相輸入比例運(yùn)算電路（b）電壓跟隨器謝謝！加法運(yùn)算電路主講人：彌銳

加法運(yùn)算電路圖（a）反相加法運(yùn)算電路1.反相加法運(yùn)算電路

反相輸入加法運(yùn)算電路是利用反相比例運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)的，如圖（a）所示:根據(jù)運(yùn)放反相輸入端“虛斷”，可知

if=i1

+i2又因運(yùn)放反相運(yùn)用時(shí)輸入端“虛地”，即:

u-=0因此，上式可寫(xiě)成：則輸出電壓為：加法運(yùn)算電路圖（a）反相加法運(yùn)算電路若

R1=R2=R，則:若

R1=R2=Rf

，則

：

加法運(yùn)算電路圖（b）同相加法運(yùn)算電路2.同相加法運(yùn)算電路同相輸入加法運(yùn)算電路是利用同相比例運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)的，如圖（b）所示：根據(jù)運(yùn)放同相端“虛斷”，應(yīng)用疊加原理可求

u+為:根據(jù)輸入與輸出同相的關(guān)系，可得:加法運(yùn)算電路圖（b）同相加法運(yùn)算電路若R2=R3=R4，2R1=Rf，則上式可簡(jiǎn)化為:謝謝！減法運(yùn)算電路主講人：彌銳

減法運(yùn)算電路圖（a）減法運(yùn)算電路減法運(yùn)算電路減法運(yùn)算電路如圖（a）所示，電路實(shí)際上是由單級(jí)運(yùn)放構(gòu)成的差動(dòng)放大器。圖（a）中，輸入信號(hào)ui1、ui2分別加至反相輸入端和同相輸入端。對(duì)該電路同樣用“虛短”和“虛斷”來(lái)分析。

減法運(yùn)算電路

首先，設(shè)ui1單獨(dú)作用，而ui2=0，此時(shí)電路相當(dāng)于一個(gè)反相比例運(yùn)算電路，可得ui1

產(chǎn)生的輸出電壓uo1為：

同理，設(shè)ui2單獨(dú)作用，而ui1=0，則電路成為同相比例運(yùn)算電路，可得ui2產(chǎn)生的輸出電壓uo2為：應(yīng)用疊加原理，可求得總輸出電壓為：

減法運(yùn)算電路圖（a）減法運(yùn)算電路當(dāng)

時(shí)，則：

上式中

，若Rf

=R1，則：

可見(jiàn)，電路實(shí)現(xiàn)了減法運(yùn)算。謝謝！簡(jiǎn)單電壓比較器主講人：彌銳

簡(jiǎn)單電壓比較器簡(jiǎn)單電壓比較器電路圖簡(jiǎn)單電壓比較器電路如圖所示。簡(jiǎn)單電壓比較器

簡(jiǎn)單電壓比較器

比較器的輸出狀態(tài)發(fā)生跳變的條件是：ui=UREF，通常把輸出狀態(tài)發(fā)生跳變時(shí)的輸入電壓值稱為閾值(或門限電壓)，用UTH表示，即UTH=UREF。簡(jiǎn)單電壓比較器的特點(diǎn)是只有一個(gè)閾值(也稱作單限比較器)，當(dāng)輸入電壓等于閾值時(shí)，輸出狀態(tài)發(fā)生跳變。

簡(jiǎn)單電壓比較器

如果基準(zhǔn)電壓UREF=0，那么當(dāng)輸入信號(hào)ui等于零時(shí)，輸出電壓uo就會(huì)發(fā)生跳變，這種比較器又稱為過(guò)零比較器。其傳輸特性如圖(c)所示。謝謝！滯回電壓比較器主講人：彌銳

滯回電壓比較器滯回電壓比較器滯回電壓比較器的構(gòu)成是在簡(jiǎn)單電壓比較器中加正反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)的，電路如圖所示。滯回電壓比較器由圖知，同相輸入端電壓

u+為：反相輸入端電壓

ui

=u-當(dāng)

u+=u-

時(shí)，輸出電壓發(fā)生跳變，此時(shí)的輸入電壓值就是閾值，且閾值隨輸出電壓的變化而變化。滯回電壓比較器

當(dāng)uo=UOH

時(shí)，當(dāng)uo=UOL時(shí)，由以上式子可知，當(dāng)比較器的輸出分別為高、低電平時(shí)，u+

就有兩個(gè)不同的值，即比較器具有兩個(gè)閾值。uo

由高電平變到低電平的閾值為UTH1，uo

由低電平變到高電平的閾值為UTH2。滯回電壓比較器若圖（a）中的同相輸入端不接地，而接一個(gè)UREF時(shí)，運(yùn)用疊加定理，當(dāng)UREF單獨(dú)作用時(shí)有：當(dāng)uo單獨(dú)作用時(shí)，所以：滯回電壓比較器因即為跳變條件，故此時(shí)u+的輸入電壓值就是閾值，即：若此時(shí)輸出電壓uo=UOH，則閾值：當(dāng)ui>UTH1時(shí)，輸出電壓由高電平跳變到低電平UOL，此時(shí)閾值變?yōu)椋寒?dāng)ui<UTH2時(shí)，輸出電壓由低電平跳變到高電平UOH，當(dāng)UTH2<ui<UTH1

時(shí)，輸出電壓保持原來(lái)的狀態(tài)不發(fā)生變化。比較器的傳輸特性如圖(b)所示。謝謝！窗口電壓比較器主講人：彌銳

窗口電壓比較器窗口電壓比較器

簡(jiǎn)單電壓比較器和滯回電壓比較器的共同特點(diǎn)是：當(dāng)ui單方向變化時(shí)，uo只跳變一次，只能檢測(cè)一個(gè)電平。如果要判斷

ui

是否在兩個(gè)電平之間，必須采用窗口比較器，其電路如圖（a）所示。窗口電壓比較器若ui>UREFH，則uo1為高電平，二極管VD1導(dǎo)通；此時(shí)由于ui

>UREFL，故uo2為低電平，VD2截止。顯然，輸出電壓uo≈uo1為高電平，窗口比較器相當(dāng)于一個(gè)同相輸入簡(jiǎn)單電壓比較器。若u