第三章 运算放大器及其应用.ppt

3.1.4 运放的主要参数 自学教材P105～3.2节 § 3.2 运算放大器电路中的负反馈 负反馈的概念 负反馈的类型及分析方法 负反馈对放大电路的影响 (6) 同相求和运算： *(9) 其他信号运算电路 比例积分（PI） 比例微分（PD）（教材P132～136例题） 比例微分积分（PID ） 乘、除、对数、反对数……（要用二极管等非线性元件） 1. 有源低通滤波器 2. 有源高通滤波器 2、同向输入的恒流源： 作业： 4.14 4.18 4.19 幅频特性 ?0 | Auf0 | | T(j?) | ? O 当? ?0时，| T(j?)| 衰减很快 显然，电路能使低于?0的信号顺利通过，衰减很小，而使高于?0的信号不易通过，衰减很大，称一 阶有源低通滤波器。 为了改善滤波效果，使 ? ?0 时信号衰减得更快些，常将两节RC滤波环节串接起来，组成二阶有源低通滤波器。 uo RF C R + + ? – ? R1 + – ui + – R C 一阶 二阶 幅频特性 ?0 | Auf0 | | T(j?) | ? O ui uo RF C R + + ? – ? R1 + – + – 设输入为正弦波信号，则有 故： 可见，电路使频率大于?0 的信号通过 ，而小于?0 的信号被阻止，称为有源高通滤波器。 其模为 幅频特性 ?0 | Auf0 | | T(j?) | ? O 3.4.2 采样保持电路 S C R + - + + - 采样:输出信号快速跟随输入信号变化。 保持：两次采样之间保持上一次结束时的状态。 控制信号 ui uo _ + ? + ? R2 R1 RP Uo Us 1、反向比例放大器组成的恒压源 思考：同向比例放大器组成的恒压源？ § 3.5 集成运放组成的恒压源与恒流源 _ + ? + ? R1 Us RF RL 原理：分析参见习题4.12（作业） io 功能： io不随RL而改变。 § 3.6 集成运放的非线性应用 所谓非线性应用是指由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系uo=f(ui)是非线性函数。有以下三种情况: 1、电路中的运放处于非线性状态。 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）。 3、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，首先确定运放的状态，主要由有无负反馈决定。 3.7.1 电压比较器（无负反馈——运放开环应用） 分析方法： + + uo ui UR 参考电压 输入电压 由于Auo很高，即使输入一个很微小的差值信号，也会使输出电压饱和，因此用做比较器时，运放工作在非线性区。 + + uo ui UR uo 参考电压 输入电压 当uiUR时，uo=＋UO(sat)当uiUR时，uo=－UO(sat) 可见，在比较器的输入端，进行模拟信号大小的比较，在输出端则以高低电平来反映比较结果。 ui ＋Uo(sat) UR －Uo(sat) 传输特性 + + uo ui uo ui 0 +UZ -UZ 当UR=0时称为过零比较器 传输特性 + + uo ui t ui t uo ＋Uo(sat) －Uo(sat) 例：利用过零比较器将正弦波变为方波。 + + ui uo ?UZ uo ui 0 +UZ -UZ 有限幅的过零比较器 输出电压被限制在?UZ(?UD) 限流电阻，值较小但不可少 t ui t uo 过零附近仍处于放大区 ui不够大时的情况 电压比较器的作用： 1.判断输入信号的大小，并由此对输出信号幅度进行控制； 2 .根据输入信号的幅度决定输出信号的极性。 处于非线性状态运放的特点 1、“虚短”不成立。 2、输入电阻仍可以认为很大，即“虚断” 仍成立。 3、输出电阻仍可以认为是0。 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）。 ui0时： ui0时： _ + uo R1 RF1 RF2 D ui + Why？ 过零比较器的另一种限幅形式 + + ui uo ?UZ R _ 当UZ UO(sat) 时，运放工作在什么状态？ 线性放大状态！Why？RF的大小？ 二、 改善波形的失真 ui －uf ui uo F ud uo 加反馈前 加反馈后 A A 三、 对输入、输出电阻的影响： 1、串联反馈使电路的输入电阻增加 2、并联反馈使电路的输入电阻减小 3、电压反馈使电路的输出电阻减小 4、电流反馈使电路的输出电阻增加 四、 对通频带的影响： 引入负反馈使电路的通频带宽度增加 § 3.3 信号的运算电路 uo ? Au