模电“电子技术基础”康华光-ch.ppt

2.1 集成电路运算放大器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,2 运算放大器,The Operational Amplifier(Op-Amp),定义:集成电路运算放大器简称集成运放，它是采用一定制造工艺将大量半导体三极管、电阻、电容等元件及它们之间的连线制作在同一小块单晶硅的芯片上，并具有一定功能的电子电路。,主要用途:运算、处理、变换、测量、信号产生、开关电路,运算放大器外形图,运算放大器外形图,运算放大器实质：高增益直接耦合放大电路,2.1 集成电路运算放大器,集成电路运算放大器的内部结构框图,同相输入端(noninverting input terminal),反相输入端(inverting input terminal),输出端,运放的开环电压增益,直流供电电源,中间接点作为整个电路的参考电位点,符号,(a)(b)(a)国家标准符号(b)国内外常用符号,运算放大器的电路模型,特点:开环增益Avo很大 输入电阻Rid较大 输出电阻Ro较小,1.Avo=（实际上Avo80dB即可）,1.三条件,2.差模输入电阻Rid=,3.输出电阻Ro=0,2.2 理想运算放大器The Ideal Operational Amplifier,条件：线性运用(负反馈）,2.两特性,(1)虚短(virtual short circuit),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（）,据虚断，V+=Vi 据虚短，V-V+=Vi,同相放大电路 Noninverting Amplifier,电压增益:,2.3 基本线性运放电路,据虚断:I i 0，则Ii If;且V+0,反相放大电路 Inverting Amplifier,虚地virtual ground,据虚短，V-V+0,电压增益:,基础：反相放大电路 同相放大电路,分析 1）“虚短”+“虚断”；方法：2）叠加定理(Superposition Theorem),特例：,反号器,同号器voltage followerimpedance transformerbuffer,2.4同相输入和反相输入放大电路的其他应用,1、反相加法器,（一）加法器(Summing Amplifier),方法一：“虚短”+“虚断”,方法二：叠加定理,平衡电阻：,一、加法和减法,2、同相加法器,（二）减法器,1、利用加法器,vi2-vi1=vi2+(-vi1),反号器（-1）,叠加定理,（二）减法器,2、差动减法器Difference Amplifier,Vi1作用,Vi2作用,综合：,(一)积分电路(Integrator),二、积分和微分,例：Vi是阶跃直流电压VI时,练习:画出在给定输入波形作用下积分器的输出波形。,(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,（二）微分电路(Differentiator),（一）对数电路(Log Amplifier),三、对数和指数,（二）指数（反对数）电路(Antilog or Exponential Amplifier),四、数据放大器（仪表放大器、测量放大器）(Instrumentation Amplifier),特点：高共模抑制比 高输入阻抗 高放大倍数,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：调节增益,产品,另：解法二(ref:Page 3),五、电压和电流转换电路,1、电流-电压变换器,2、电压-电流变换器,电压-电流和电流-电压变换器广泛应用于放大电路和传感器的连接处，是很有用的电子电路。,1、电流-电压变换器（I/V）（Current-to-Voltage Converter）,输出端的负载电流,2、电压-电流变换器（V/I）（Voltage-to-Current Converter）,由图（a）:,(a)负载不接地,