2第2章模拟集成电路及应用.ppt

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1、电工学2,第2章 模拟集成电路及应用,电子技术,第2章 模拟集成电路及应用,2.1 集成运算放大器2.2 放大电路中的负反馈2.3 集成运放的线性应用2.4 集成运放的非线性应用2.5 模拟乘法器及其应用2.6 模拟集成功率放大器及其应用,特殊问题:,R2、RE2:为设置合适的Q点而增加。,1.前后级Q点相互影响:,直接耦合电路的特殊问题,2.零点漂移:,当 ui=0 时：,特殊问题:,有时会将信号淹没,1.结构:,对称,基本型差动放大器,2.抑制零漂的原理:,uo=uC1-uC2=0,uo=(uC1+uC1)-(uC2+uC2)=0,当ui1=ui2=0 时：,当温度变化时：,1.结构:,为

2、了使左右平衡，可设置调零电位器:,ui1,双电源长尾式差放,2.静态分析:,温度T,IC,IE=2IC,UE,UBE,IB,IC,ui1=ui2=0,RE:强负反馈作用,2).Q点的计算:,直流通路,IC1=IC2=IC=IB,UC1=UC2=UCCICRC,UE1=UE2=IBRBUBE,UCE1=UCE2=UC1UE1,3.动态分析:,1)输入信号分类,1,差模输入:,ui1=-ui2=ud,差模电压放大倍数:,共模输入:,2,ui1=ui2=uC,共模电压放大倍数:,共模抑制比:,KCMRR=,KCMRR(dB)=,(分贝),（Common-Mode Rejection Ratio),(

3、differential mode),(common mode),3,任意输入:ui1,ui2,差模分量:,共模分量:,ud,uC,ui1=uC+ud,ui2=uC-ud,叠加,分解,例题:,ui1=20 mv,ui2=10 mv,则：ud=5mv,uc=15mv,ui1=15mv+5mv,ui2=15mv-5mv,输入端 接法,双端,单端,输出端 接法,双端,单端,双端输出：,Ad=Ad1,单端输出：,差模电压放大倍数：,差放电路的几种接法,信号输入方式,+VCC,.共模输入信号 ui1=ui2=uC（大小相等,极性相同）,理想情况：ui1=ui2 uC1=Uc2 uo=0 AC=0,共模电

4、压放大倍数：,（很小，1),但因两侧不完全对称，uo 0,.差模输入信号,差模输入信号：ui1=-ui2=ud（大小相等，极性相反）,设AU1=AU2=Au，u01=Auui1。因uo2=Auui2，uo=uO1-uO2=Au(ui1-ui2)=2Auui1,差模电压放大倍数：,+VCC,.比较输入信号,比较输入信号:两输入端的电压输入信号既非共模信号,又非差模信号.,2.1.1 集成运算放大器的组成,2.1 集成运算放大器,.共模抑制比(CMR)的定义,例:Ad=-200 Ac=0.1 KCMRR=20 lg(-200)/0.1=66 dB,CMRR Common Mode Rejectio

5、n Ratio,KCMR=,KCMRR(dB)=,(分贝),2.中间级：电压放大,3.输出级：功率放大,集成电路:将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。,集成电路的优点：,工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。,对输入级的要求：尽量减小零点漂移,尽量提高 KCMRR,输入阻抗 ri 尽可能大。,对中间级的要求：足够大的电压放大倍数。,对输出级的要求：主要提高带负载能力，给出足够的输出电流io。即输出阻抗 ro小。,2.1.2 集成运放的符号和参数,ri 大:几十k 几百 k,集成运放的特点：,KCMR 很大,ro 小：几十 几百,Auo 很大:104 107,1.集成运放符号：,国

6、际符号,国内符号,CF741的管脚图,(1)开环差模电压放大倍数Auo,无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在104 109之间。理想运放的Auo为。,(3)共模抑制比KCMR,常用分贝作单位，一般100dB以上。,(2)差模输入电阻rid,rid 1M,有的可达100M以上。,(4)输出电阻ro,ro=几-几十。,2.集成运放的主要参数,(5)输入失调电压UIO:反映差动输入级的不对称程度,(10)最大差模输入电压UIDM,(9)最大共模输入电压UICM,(6)输入失调电流IIO,(7)输入偏置电流IIB,(8)输入失调电压温漂dUIO/dT,3.集成运放的分类,按用途分,通用型,低功耗型,高

7、精度、低漂移型,高阻型,1.电压传输特性,集成运放的电压传输特性是指开环时，输出电压与差模输入电压之间的关系。,即:uo=Auo(u+-u-)=Auouid,2.1.3集成运放的电压传输特性,2.理想运放模型,（1）“虚短”:运放两输入端的电位相等，即u+=u-。u+u-=uo/Auo=0 u+=u-,结论:,（2）“虚断”:两输入端的输入电流为零，即i+=i-=0。,（2）理想运放工作在非线性区。u+u 时，uo=+Uom u+u 时，uo=Uom,3.分析运放电路的基本依据,（1）运放工作在线性区。“虚短”和“虚断”,反馈：凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端

8、，与输入信号迭加，就称为反馈。,若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。,这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是正反馈，反相是负反馈。,2.2.1 反馈的基本概念,2.2 放大电路中的负反馈,反馈控制系统举例-炉温控制系统,取+加强输入信号 正反馈 用于振荡器,取-削弱输入信号 负反馈 用于放大器,开环,闭环,负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。,反馈框图：,反馈电路的三个环节：,放大：,反馈：,叠加：,负反馈框图：,输出信号,输入信号,反馈信号,

9、差值信号,开环放大倍数,闭环放大倍数,反馈系数,3.关于反馈深度的讨论,一般负反馈,称为反馈深度,深度负反馈,正反馈,自激振荡,1.按反馈信号的极性分类及判断,1.负反馈和正反馈,正反馈：反馈信号的极性与输入信号的极性相反，即，即反馈的结果增强了原来的输入信号，使净输入信号XdXi，这种反馈称为正反馈。,负反馈：反馈信号的极性与输入信号的极性相同，即，即反馈的结果削弱了原来的输入信号，使净输入信号XdXi，这种反馈称为负反馈。,2.22 反馈放大电路的分类及判断,根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。,串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈信号与输入信号以

10、电压形式叠加决定净输入电压信号。,并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈信号与输入信号以电流形式叠加决定净输入电流信号。,串联反馈使电路的输入电阻增大；并联反馈使电路的输入电阻减小。,2、按输入端的连接方式分类及判别,并联反馈,串联反馈,3.按输出端的取样方式分类及判别,电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。,电压负反馈：可以稳定输出电压、减小输出电阻。电流负反馈：可以稳定输出电流、增大输出电阻。,根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。,输出取样方式的判别-输出短路法：注意:输出端短路时，是将R L短路，不一定是对 地短路。,电流反馈,电压反

11、馈,4、按反馈信号的性质分类及判别,交流反馈：反馈信号是交流成分。直流反馈：反馈信号是直流成分。,若在反馈网络中串接隔直电容，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。,在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。,有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。,负反馈,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,输入-串联、并联,输出-电流、电压,2.2.3负反馈放大电路的四种组态,1.电压串联负反馈,输出短路法判断是电压反馈或电流反馈,瞬时极性法判断正负反馈,根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，判断串联反

12、馈和并联反馈,结论:电压负反馈使输出电压趋于稳定,ud=uiuf,2.电流并联负反馈,结论:电流负反馈使输出电流趋于稳定,3.电压并联负反馈,4.电流串联负反馈,例2.2.1 试判别图(a)和(b)两个两级放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的各是何种类型和极性的反馈电路。,(b)是电流并联负反馈,(a)是电压串联负反馈,负反馈放大器的四种类型,负反馈类型有四种组态:电压串联负反馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈,3.2 负反馈的类型及分析方法,3.2.1 负反馈的类型,(1),根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。,如果反馈信号取自电压信号，叫电压反

13、馈。如果反馈信号取自电流信号，叫电流反馈。,电压负反馈具有稳定输出电压、减小输出电阻的作用。电流负反馈具有稳定输出电流、增大输出电阻的作用。,电压反馈采样的两种形式：,电流反馈采样的两种形式：,(2),根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。,反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号与输入信号电压比较的，叫串联反馈。,反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较的，叫并联反馈。,串联反馈使电路的输入电阻增大，并联反馈使电路的输入电阻减小。,ib=i-if,并联反馈,ube=ui-uf,串联反馈,(3),交流反馈与直流反馈,有的反馈只对交流信号起作用，

14、称为交流反馈。有的反馈只对直流起作用，称为直流反馈。有的反馈对交直流均起作用。,在反馈网络中串接隔直电容，可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。,在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。,增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。,注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。,增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。,负反馈的分析方法,分析步骤：,3、是否负反馈？,4、是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）,1、找出反馈网络（电阻）。,2、是交流反馈还是直流反馈？,判断负反馈的方法：,瞬时极性法：,假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反馈、比较、放大后，再

15、回到输出端，若输出信号与原输出信号的变化极性相反，则为负反馈。反之为正反馈。,如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化开始。如果是电流反馈，则要从输出电流的微小变化开始。,判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信号的比较关系。,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uo,uc1,ub2,uc2,uf,ube=ui-uf,uc1,ub2,uc2,uo,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uc1,ub2,uc2,此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。,59,分析中用到了三极管的集电极与基极相位相反这一性质。,60,我们这里分析的是交流信号，不要与直流信号混淆。,分析中用到的

16、电压、电流要在电路中标出。并且注意符号的使用规则。,如果反馈对交直流均起作用（本题即是），可以用全量。,瞬时极性法所判断的也是相位的关系。电路中两个信号的相位不是同相就是反相，因此若两个信号都上升，它们一定同相；若另一个信号下降而另一个上升，它们一定反相。,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uo,if,ib=i+if,uo,此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。,三极管的静态工作点如何提供？能否在反馈回路加隔直电容？,不能！Rf为三极管提供静态电流！,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,电流并联负反馈。对直流也起作用，

17、可以稳定静态工作点。,因为反馈电压：,从输入端看，有：,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈,vd=vi-vF,故为串联负反馈。,用“瞬时极性法”判断反馈极性：假设某一瞬时，在放大电路的输入端加入一个正极性的输入信号，按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。,反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。,一.电压串联负反馈,分立电路电压串联负反馈,RL,电压负反馈的特性稳定输出电压,稳定过程：,负载变化时，输出电压稳定输出电阻,因为反馈电流：,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负

18、反馈,id=ii-iF,从输入端看有：,反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。,故为并联负反馈。,二.电压并联负反馈,分立电路电压并联负反馈,反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈,id=ii-iF,在输入端有,故为并联负反馈。,因为反馈电流：,三.电流并联负反馈,因为反馈电流：,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电流串联负反馈,又因为在输入端有:,反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。,故为并联负反馈。,分立电路组成的电流并联负反馈,引入电流负反馈的目的稳定输出电流,稳定过程：,负载变化时，输出电流稳定输出电阻,RL,因为反馈电

19、压：Uf=ioRf,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电流串联负反馈,vd=vi-vF,又因为在输入端有,反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。,故为串联负反馈。,四.电流串联负反馈,分立电路组成的电流串联负反馈,引入电流负反馈的目的稳定输出电流,稳定过程：,负载变化时，输出电流稳定输出电阻,RL,五.反馈类型及判别方法总结,1.直流反馈与交流反馈注意电容的“隔直通交”作用,例题1:试判断下图电路中有哪些反馈支路，各是直流反馈还是交流反馈？,2.反馈极性：正反馈与负反馈,判定方法“瞬时极性法”,例题2:试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。,对于串联反馈：输入量与反馈量作用在不同的两点上，

20、若瞬时极性相同为负反馈，瞬时极性相反为正反馈。,对于并联反馈：输入量与反馈量作用在同一点上，若反馈元件两端瞬时极性相反为负反馈，瞬时极性相同为正反馈。,动画演示,3.取样方式电压反馈与电流反馈,假设输出端交流短路（RL=0），即UO=0，若反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。,电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比 例。,判断方法输出短路法：,电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比 例。,例题3:试判断下列电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈。,串联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极。有：,此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。,此时反馈信

21、号与输入信号是电压相加减的关系。,对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反馈。,对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。,并联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极。有：,vd=vi-vF,4.比较方式串联反馈和并联反馈,例题4:试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈还是并联反馈。,例题5:试判断下列电路中的反馈组态。,解:电压串联负反馈。,（a）：,解:电压并联负反馈。,（b）：,动画演示,（1）串联反馈,5.

22、信号源对反馈效果的影响,vd=vI-vF,所以vI应为恒压源，即信号源内阻RS越小越好。,要想反馈效果明显，就要求vF变化能有效引起vd的变化。,（2）并联反馈,id=iI-iF,所以iI应为恒流源，即信号源内阻RS越大越好。,要想反馈效果明显，就要求iF变化能有效引起id的变化。,end,反馈电路的基本方程,2.2.4 负反馈对放大电路性能的影响,结论：在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关,即负反馈可以提高放大倍数的稳定性。,1.对放大倍数的影响,(1)负反馈削弱了输入信号，使净输入减小了，因而放大电路的放大倍数下降,引入负反馈使电路的稳定性提高。,Af,定量分析,例2.2.2 某

23、负反馈放大器，放大倍数A=104,反馈系数F=0.01，由于外部条件变化使A变化了10%，求Af的相对变化量。,解：,即A变化了10%时，Af仅变化了0.1%。,2、改善放大电路的非线性失真,加反馈前,加反馈后,改善,3、扩展放大电路的通频带,引入负反馈使电路的通频带宽度增加：,4、对输入、输出电阻的影响,1.串联负反馈增大输入电阻：,2.并联负反馈减小输入电阻：,理解：由于串联负反馈使净输入电压ud减小，因而输入电流也减小，故输入电阻增大。,理解：并联负反馈存在反馈电流if，使输入电流ii增大，故输入电阻减小。,3.电压负反馈使电路的输出电阻减小：,理解：电压负反馈目的是阻止uo的变化，稳定

24、输出电压。,放大电路空载时可等效右图框中为电压源：,输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然。,理解：电流负反馈目的是阻止io的变化，稳定输出电流。,放大电路空载时可等效为右图框中电流源：,输出电阻越大，输出电流越稳定，反之亦然。,4.电流负反馈使电路的输出电阻增加：,由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的理想运放。,理想运放的条件,放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。,运放工作在线性区的特点,1、在分析信号运算电路时对运放的处理.,2.3 集成运算放大器的线性应用,2.分析运放组成的线性电路的出发点,虚短路虚

25、开路放大倍数与负载无关，可以分开分析。,作用：将信号按比例放大。,类型：同相比例放大和反相比例放大。,方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。,2.3.1 比例运算电路,i1=if,(1)放大倍数,虚短路,虚开路,1、反相比例运算电路,结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。,虚开路,(2)电路的输入电阻,ri=,R2=R1/RF,uo,为保证一定的输入电阻，当放大倍数大时，需增大RF，而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。,4.共模电压,输入电阻小、共模电压为 0 以及“虚地”是反相输入的

26、特点。,(3)反馈方式,电压并联负反馈,输出电阻很小！,反相比例电路的特点：,1.共模输入电压为0，因此对运放的共模抑制比要求低。,2.由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。,3.由于并联负反馈的作用，输入电阻小，因此对输入电流有一定的要求。,4.在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。,2、同相比例运算电路,u-=u+=ui,反馈方式：电压串联负反馈。输入电阻高。,虚短路,虚开路,结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。,虚开路,ii,if,同相比例电路的特点：,3.共模输入电压为ui，因此对运放的共模抑制比要求高。,1.由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可

27、认为是0，因此带负载能力强。,2.由于串联负反馈的作用，输入电阻大。,思考：R1时？,此电路是电压并联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。,3、电压跟随器,结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。,Auf=1,例 2.3.1 图示电路中,R1=50k,RF=100k,ui=1 V,求输出电压uo,并说明输入级的作用。,解：输入级为电压跟随器，输入电阻很高，起到减轻信号源负担的作用。uo1=ui=1 V,Uo=,作用：将若干个输入信号之和按比例放大。,类型：同相求和和反相求和。,方法：引

28、入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。,2.3.2 加法运算电路,1、反相求和运算,实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。,调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。,R11=R22=RF时？,三输入加法运算电路,解出：,时？,.3.3 减法运算电路差动放大器,差动放大器放大了两个信号的差，但是它的输入电阻不高（=2R1）,这是由于反相输入造成的。,例：设计一个加减运算电路，RF=240k，使uo=10ui1+8ui2-20ui3,解:,(1)画电路。,系数为负的信号

29、从反相端输入，系数为正的信号从同相端输入。,(2)求各电阻值。,uo=10ui1+8ui2-20ui3,优点：元件少，成本低。,缺点：要求R1/R2/R=R3/R。阻值的调整计算不方便。,单运放的加减运算电路,改进：采用双运放电路。,双运放的加减运算电路,例2.3.2 设计一个能实现uo=10ui1-2ui2-5ui3运算关系的电路，其中 RF=10 k。,uo=-(-10ui1+2ui2+5ui3),平衡电阻=?,uo=-(-10ui1+2ui2+5ui3),1.它们都引入电压负反馈，因此输出电阻都比较小。,2.关于输入电阻：反相输入的输入电阻小，同相输入的输入电阻高。,3.同相输入的共模电

30、压高，反相输入的共模电压小。,比例运算电路与加减运算电路小结,2.3.4 积分运算电路,输出量与输入量对时间的积分成正比,积分时间常数:,输入方波，输出是三角波。,应用举例1：,U,积分时限,应用举例2：如果积分器从某一时刻输入一直流电压，输出将反向积分，经过一定的时间后输出饱和。,例2.3.3 积分运算电路如图所示,已知k，0.5 uF,u的初始电压为，输入电压波形ui如图(a)所示,请画出输出电压u o的波形。,当0t60ms，ui-5V,当60t110ms，ui6V,波形如图,例2.3.4 试求图(b)所示电路的uo与ui的关系式。,解,其他一些运算电路：对数与指数运算电路、乘法与除法运

31、算电路等，由于课时的限制，不作为讲授内容。,积分电路的主要用途：,1.在电子开关中用于延迟。2.波形变换。例：将方波变为三角波。3.A/D转换中，将电压量变为时间量。4.移相。,u=u+=0,1、微分运算,结论:1.输出信号与输入信号对时间的一阶 微分成正比,2.微分时间常数:,2.3.5 微分运算电路,若输入：,则：,若输入为阶跃信号?,运算电路要求,1.熟记各种单运放组成的基本运算电路的电路图及放大倍数公式。2.掌握以上基本运算电路的级联组合的计算。3.会用“虚开路(ii=0)”和“虚短路(u+=u)”分析给定运算电路的 放大倍数。,非线性应用：是指由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输

32、入的关系 uo=f(ui)是非线性函数。,由运放组成的非线性电路有以下三种情况：,1.电路中的运放处于非线性状态。,比如：运放开环应用,运放电路中有正反馈，运放处于非线性状态。,2.4 集成运算放大器的非线性应用,2.电路中的运放处于线性状态，但外围电路有非线性元件（二极管、三极管、稳压管等）。,ui0时：,ui0时：,3.另一种情况，电路中的运放处于非线性状态，外围电路也有非线性元件（二极管、三极管）。,由于处于线性与非线性状态的运放的分析方法不同，所以分析电路前，首先确定运放是否工作在线性区。,确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。,若有负反馈，则运放工作在线性区；若无负反馈，或有正

33、反馈，则运放工作在非线性区。,处于非线性状态运放的特点：,1.虚短路不成立。2.输入电阻仍可以认为很大。3.输出电阻仍可以认为是0。,UR,当ui UR时,uo=-Uom,1、单门限比较器,2.4.1 单门限电压比较器,二、过零比较器:(UR=0时),例1：利用电压比较器将正弦波变为方波。,例2：利用电压比较器构成脉宽调制器。,例2：利用电压比较器构成脉宽调制器。,例3：利用电压比较器构成报警装置。,uiUR时,指示灯亮,一、迟滞比较器,分析,1.因为有正反馈，所以输出饱和。,2.当uo正饱和时(uo=+UOM)：,U+,3.当uo负饱和时(uo=UOM)：,特点：电路中使用正反馈，运放处于非

34、线性状态。,1.没加参考电压的迟滞比较器,2.4.2 迟滞比较器,分别称UH和UL上下门限电压。称(UH-UL)为回差。,当ui 增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom；,当ui 减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom。,传输特性：,小于回差的干扰不会引起跳转。跳转时，正反馈加速跳转。,例1：迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。,定义:用来实现两个模拟信号电压相乘的电子器件.,分类:按其内部结构可分为对数指数型乘法器和变跨导式乘法器。,电路符号:,2.5 模拟集成乘法器及其应用,2.5.1 除法运算电路,ii1,ii2,ii1,ii2,注意:ui0,2.5.2 平方根运算电路,ii

35、1,ii2,例1：扩音系统,功率放大器的作用：用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。,2.6模拟集成功率放大器及其应用,2.6.1 功率放大器的分类,分类：（甲类、乙类、甲乙类）放大电路,1.互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、PNP各一支；两管特性一致。,2.6.2 互补对称功率放大电路,2.乙类放大的输入输出波形关系:,死区电压,交越失真：输入信号 ui在过零前后，输出信号出现的失真便为交越失真。,(1)静态电流 ICQ、IBQ等于零；(2)每管导通时间等于半个周期；(3)存在交越失真。,3.乙类放大的特点：,4、电路的改进,克服交越失真,交

36、越失真产生的原因：在于晶体管特性存在非线性，ui uT时晶体管截止。,克服交越失真的措施,克服交越失真的措施：,静态时 T1、T2两管发射结电位分别为二极管D1、D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态。,电路中增加R1、D1、R2、D2支路,动态时 设 ui 加入正弦信号。正半周，T2 截止，T1 基极电位进一步提高，进入良好的导通状态；负半周，T1截止，T2 基极电位进一步提高，进入良好的导通状态。从而克服死区电压的影响，去掉交越失真。,2.6.3 集成功率放大器,集成功率放大器都由输入级、中间级和输出级组成。输入级是复合管差动放大电路，它有同相和反相两个输入端，它的单端输出信号传送到中间级中间级共发射极放大级，以提高电压放大倍数。输出级是甲乙类互补对称放大电路。,集成功放 LM386 外部电路典型接法：,调节音量,电源滤波电容,外接旁路电容,低通滤波,去除高频噪声,输入信号,输出耦合大电容,电工学2,第2章 结束,电子技术,