理想运算放大器++ +ppt课件.ppt

1,2 运算放大器,Fundamental of Electronic Technology,CTGU,2,2.1 集成运算放大器,2.2 理想运算放大器,2.3 基本线性运放电路,2.4 同相输入和反相输入放大 电路的其他应用,内容,3,掌握基本运算电路的构成及其信号运算关系；掌握运算放大器线性应用与非线性应用的特点。,要求,4,一、集成运算放大器的内部组成单元,输 入 级：由差放构成。可减小零点漂移和抑制干扰。中 间 级：共射放大电路。用于电压放大。输 出 级：互补对称电路。降低输出电阻，提高带载 能力。偏置电路：由恒流源电路构成。确定运放各级的静态 工作点。,2.1 集成电路运算放大器,5,在制造工艺上，运放中很难制造电感、电容元件，所以需要时一般都采取外接的方法。制造电阻比较容易，而制造晶体管却最容易。,运放举例：LM741,2反相输入端,出于集成化的原因及放大缓变信号和直流信号的需要，运放各级之间均采用直接耦合的方式。,6输出端,3同相输入端,4正电源端,7负电源端,8闲置端（NC）,1、5接调零电位器,6,二、运放代表符号,国家标准规定符号,国外常用符号,三、运算放大器的电路模型,7,开环电压放大倍数高(104-107)；输入电阻高（约几百K）；输出电阻低（约几百）；漂移小、可靠性高、体积小、重量轻、价格低。,四 电压传输特性,Vo=Avo(vp-vN),8,3）开环输出电阻 ro0,2）差模输入电阻 rid,4）共模抑制比 KCMRR,理想运放及其分析依据 理想化条件：,1）开环电压放大倍数 Auo,2.2 理想运算放大器,9,反相放大电路,同相放大电路,电路形式：,反馈类别：,电压并联负反馈,电压串联负反馈,分析要点：,抓住虚断与虚地：,抓住虚断与虚短：,闭环电压增益：,2.3 基本线性运放电路,10,1.比例运算电路,电压并联负反馈,（1）反相比例运算电路,利用虚短和虚断得,输出与输入反相,11,1.比例运算电路,电压串联负反馈,（2）同相比例运算电路,利用虚短和虚断得,输出与输入同相,电压跟随器,12,2.加法电路,根据虚短、虚断和N点的KCL得：,若,则有,（加法运算）,输出再接一级反相电路,可得,13,3.减法电路,第一级反相比例,第二级反相加法,（1）利用反相信号求和以实现减法运算,即,当 时,得,（减法运算）,14,从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。,（2）利用差分式电路以实现减法运算,当,则,若继续有,则,根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：,15,4.积分电路,式中，负号表示vO与vS在相位上是相反的。,根据“虚短”，得,根据“虚断”，得,即,因此,电容器被充电，其充电电流为,设电容器C的初始电压为零，则,（积分运算）,16,当vS为阶跃电压时，电容将以恒流的方式进行充电，输出电压vo与时间t成近似线性关系:,4.积分电路,当t=时，-vo=Vs。当t时，vo增大，直到-vo=+Vom，即运放输出电压的最大值Vom受直流电源电压的限制，致使运放进入饱和状态，vo保持不变，而停止积分。,17,5.微分电路,利用虚地、虚断有：,设电容器C初始电压为零，当接入信号电压后，有：,上式表明，输出电压vo正比于输入电压vs对时间的微分。,18,当输入信号vs为图a所示的阶跃信号时，在t=0时，输出电压为一有限值，随着电容器C的充电，输出电压逐渐地衰减，最后趋于零。如图b所示。,