电子技术基础课件：运算放大器.pptx

运算放大器;;在工业控制中，往往需要把微弱信号进行放大，或者是产生一些方波、锯齿波、三角波、正弦波等信号，他们对电路都要求信号不失真且稳定。可以采用怎样的电路来实现这种功能呢？;▲知识能力目标;4.1运算放大器简介;集成电路:把整个电路的各个元件以及相互之间的联接同时制造在一块半导体芯片上，组成一个不可分的整体。;4.1.2集成运算放大器的基本组成;运算放大器的符号;4.1.4集成运算放大器的主要参数;6.最大差模输入电压UIdmax;4.1.5合理选用集成运放的型号;5.低功耗型;1.运放器理想化的主要条件：;2.运放器电压传输特性;理想运放器的电压传输特性;例4-1如图4-7所示为集成运放F007符号，正负电源电压为±15V，开环电压放大倍数Aud=2×105,最大输出电压为±13V。;解：由运放器输出电压uo与输入电压ui的线性关系式，算一下线性区的范围：;3.实际运放器的“虚短”和“虚断”特性;4.2负反馈;反馈—将电路的输出量(电压或电流)的部分或全部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回路，以改善放大电路的某些性能。;+;4.2.2反馈类型及其判别方法;电压反馈—反馈信号取自输出电压的部分或全部。（输出电阻减小，稳定输出电压）;串联反馈：反馈信号与输入信号以电压相加减的形式在输入端出现。（输入电阻增大）;[使uo=0(RL短路)，若反馈消失则为电压反馈否则为电流反馈。];3）判断串联、并联反馈;?;例4-3判断电路是否存在反馈，并判断反馈类型。;例4-B1判断反馈类型。;4.2.3负反馈对放大器性能的影响;2.减少非线性失真;3.扩展通频带;4.对放大电路输入电阻和输出电阻的影响;4.3运算放大器的线性应用;1.反相比例运放电路;例4-4有一电阻式压力传感器，其输出阻抗为500?，测量范围是（0～10）Mpa，其灵敏度是+1mV/0.1Mpa,现在要用一个输入电压范围是0～5V的标准表来显示这个传感器测量的压力变化，需要一个放大电路把传感器输出的信号放大到标准表输入需要的电压，试设计放大电路并确定各元器件参数。;放大倍数：;即：;（1）取;2.反相加法运放器;3.反相积分运放器;例4-5利用积分电路将方波变成三角波。;4.反相微分运放器;4.3.2同相输入运放器的分析方法;同相比例运放器主要特点：;例4-6有一电容式压力传感器，其输出阻抗为1MΩ，测量范围是0～10MPa，其灵敏度是+1mV/0.1MPa，现在要用一个输入0～5V的标准表来显示这个压力传感器测量的压力变化，即需要一个放大器把压力传感器输出的信号放大到标准表输入所需要的状态。设计这个放大器并确定各元件参数。;（1）取R1=10KΩ。;iF;若R2=R3;例4-B3如图所示电路，写出电流iL与输入电压uI的关系式。;4.3.3差分运放器;例4-7试写出图4-28所示电路的

运算关系，已知R1=R2=Rf1=Rf2;;4.4电压比较器;;R1;例：若ui为正弦波，画出uo的波形。;2.如果在输出端与反相输入端接一个双向稳压管，即可把输出电压限制在某一特定值。;4.4.2滞回比较器;例4-B5电冰箱用电子温度控制器，当箱内温度达10°C时压缩机工作，当下降达0°C时压缩机停，温度变化用热敏电阻检验，热敏电阻对应温度变化是0.1?/0°C，量电路，在0°C时电阻值是50?，用继电器控制压缩机电源的通断，继电器线圈直流电阻为500?，工作电压为10V~12V，采用运放构成滞回比较器接通和切断控制信号。若信号放大器输出对应10°C时为0.6V，对应0°C时为0.1V。;;;*4.5信号发生器电路设计;3．电路原理图;其工作过程是：当电源通电瞬间，电容C两端的电压为零，输出高电平u0=UDZ，这个高电平通过Rf向C充电，电容两端的电压uc逐渐上升，当uc上升到超过阀值电压UTH时，电路就会发生转换，使得输出电压u0=-UDZ。此时电容上的电压要通过反馈电阻开始向输出端放电，使得电容两端的电压逐渐降低，当电容两端电压降低到UTL以下时，电路就会再次发生转换，周而复始，形成振荡，电路就会输出一个方波信号，如图4-42所示。;4．参数选择

根据电路原理分析可知，设计电路的振荡频率f如下；如果我们取R1=R2=10KΩ,电容C=4.7pF，则反馈电阻Rf=10KΩ；运算放大器我们采用双运放的uA741。所选元器件清单如表4-2所示。;模块十小结;ThankYou!