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1、1.理解运算放大器的电压传输特性，理解理想 运算放大器并掌握其基本分析方法。2.理解用集成运放组成的比例、加减、微分和 积分运算电路的工作原理。3.理解电压比较器的工作原理和应用。,本章要求,第16章 集成运算放大器,16.1 集成运算放大器的简单介绍,集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。,16.1.1 集成运算放大器的特点,特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸,Auo 高:80dB140dBrid 高:105 1011ro 低:几十 几百KCMR高:70dB130dB,16.1.2 电路的简单说明,输入级,中间级,输出级,同
2、相输入端,输出端,反相输入端,输入级：输入电阻高，能减小零漂和抑制干扰信号，采用带恒流源差放。中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的共发射极放大电路构成。输出级：接负载，要求输出电阻低，带载能力强，一般由射随器构成。,16.1.3 主要参数(P9394，了解，自学),16.1.4 理想运算放大器及其分析依据,1.理想运算放大器,Auo，rid，ro 0，KCMR,2.电压传输特性 uo=f(ui),线性区：uo=Auo(u+u),非线性区：u+u 时，uo=+Uo(sat)u+u 时，uo=Uo(sat),线性区,理想特性,实际特性,u+u 时，饱和区，uo=Uo(sat),O,u+u
3、时，饱和区，uo=Uo(sat),3.理想运放工作在线性区的特点,uo=Auo(u+u)(u+u)=uo/Auo 0,电压传输特性,O,Auo,所以(1)差模输入电压约等于 0 即 u+=u,称“虚短”,(2)输入电流约等于 0:(u+u)=i rid i=(u+u)/rid 0 即 i+=i 0,称“虚断”,注意：以上“两虚”是以后分析的依据！,16.2 运放在信号运算方面的运用（重点）,集成运算放大器与外部电阻、电容、半导体器件等构成闭环电路后，能对各种模拟信号进行比例、加法、减法、微分、积分等运算。,讲授：先介绍基本概念，再集中举例,16.2.1 比例运算,1.反相比例运算,（1）电路组
4、成,（2）电压放大倍数,因虚短,所以u=u+=0，称反相输入端“虚地”反相输入的重要特点,因虚断，i+=i=0，,所以 i1 if,平衡电阻 R2=R1/RF,U-=0,U-=0,以后如不加说明，输入、输出的另一端均为地()。,结论：,Auf为负值，即 uo与 ui 极性相反。因为 ui 加 在反相输入端。,Auf 只与外部电阻 R1、RF 有关，与运放本 身参数无关。,|Auf|可大于 1，也可等于 1 或小于 1。,因u=u+=0，所以反相输入端“虚地”。,例1：电路如下图所示，已知 R1=10 k，RF=50 k。求：1.Auf、R2；2.若 R1不变，要求Auf为 10，则RF、R2
5、应为 多少？,解：1.Auf=RF R1=50 10=5,R2=R1 RF=10 50(10+50)=8.3 k,2.因 Auf=RF/R1=RF 10=10 故得 RF=Auf R1=(10)10=100 k R2=10 100(10+100)=9.1 k,2.同相比例运算,（1）电路组成,（2）电压放大倍数,平衡电阻 R2=R1/RF,因虚断，所以u+=ui,因虚短，所以 u=u+反相输入端不“虚地”,非常关键！以后还要用到,结论：,Auf 为正值，即 uo与 ui 极性相同。因为 ui 加 在同相输入端。,Auf只与外部电阻 R1、RF 有关，与运放本 身参数无关。,Auf 1，不能小于
6、 1。,u=u+0，反相输入端不存在“虚地”现象。,当 R1=且 RF=0 时，,uo=ui，Auf=1，称电压跟随器。,由运放构成的电压跟 随器输入电阻高、输出 电阻低，其跟随性能比 射极输出器更好。,解：uo=u-=u+=7.5V,显见，是一电压跟随器，电源经两个电阻分压后加在电压跟随器的输入端，当负载RL变化时，其两端电压 uo不会随之变化（i-=0虚断），所以可作恒压源,例 4 在图示电路中，已知R1=100k，Rf=200k，R2=100k，R3=200k，ui=1V，求输出电压uo。,P123第7题,例 5 在图示电路中，已知R1=100k，Rf=200k，ui=1V，求输出电压u
7、o，并说明输入级的作用。,16.2.2 加法运算电路1.反相加法电路,利用叠加原理当ui1单独作用时（ui2接地）：,反向比例：,当ui2单独作用时（ui1接地）：,也是反向比例：,平衡电阻：R2=Ri1/Ri2/RF,注意：运放组成的线性电路均可使用叠加原理,1.输入电阻低；2.共模电压低；3.当改变某一路输入电阻时，对其它路无影响；,反相加法运算电路的特点：,实际上，还有同相加法运算电路，本书未介绍，但运用现有知识，相信同学们完全有能力进行分析计算！,例1：求图示电路中uo与ui1、ui2的关系。,解：电路由第一级的反相器和第二级的加法运算电路级联而成。,课堂小结,1、掌握理想运放及虚短、虚断基本概念,3、掌握加法运算电路 结构及分析计算方法,作业：P1234习题16.2.67;16.2.1113,2、掌握比例运算电路结构及分析计算方法,不必交，只在下面自己练习:P120121选择题16.2.1;16.2.45 P100思考题，16.1.3;P108思考题：,P87选择题答案:（1）；2（1）（1）,
