高等职业技术教育电子电工类系列教材：西安电子科技大学出版社《电子技术基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第5章 集成运算放大器应用电路

第5章集成运算放大器应用电路 第5章集成运算放大器 应用电路 5.1集成运算放大器应用基础 5.,2集成运放的线性应用 53集成运放的非线性应用 5.4集成运放在应用中的实际问题 BACK

第5章 集成运算放大器应用电路 第5章 集成运算放大器 应用电路 5.1 集成运算放大器应用基础 5.2 集成运放的线性应用 5.3 集成运放的非线性应用 5.4 集成运放在应用中的实际问题

第5章集成运算放大器应用电路 5.1集成运算放大器应用基础 分析集成运放应用电路时,把集成运放看成理想 运算放大器,可以使分析简化。实际集成运放绝大部 分接近理想运放

第5章 集成运算放大器应用电路 5.1 集成运算放大器应用基础 分析集成运放应用电路时，把集成运放看成理想 运算放大器，可以使分析简化。实际集成运放绝大部 分接近理想运放

第5章集成运算放大器应用电路 5.11理想运算放大器的特点 (1)开环差模电压放大倍数Aud (2)差模输入电阻Ra→∞; (3)输出电阻R。→0 (4)共模抑制比KCMR→∞ (5)输入偏置电流/B1=lB2=0 (6)失调电压、失调电流及温漂为0 利用理想运放分析电路时,由于集成运放接近于 理想运放,所以造成的误差很小,本章若无特别说明, 均按理想运放对待

第5章 集成运算放大器应用电路 5.1.1 （1）开环差模电压放大倍数Aud→∞; （2）差模输入电阻Rid→∞; （3）输出电阻Ro→0; （4）共模抑制比KCMRR→∞; （5）输入偏置电流IB1 =IB2 =0 （6）失调电压、失调电流及温漂为0。 利用理想运放分析电路时，由于集成运放接近于 理想运放，所以造成的误差很小，本章若无特别说明， 均按理想运放对待

第5章集成运算放大器应用电路 512负反馈是集成运放线性应用的必要条件 由于集成运放的开环差模电压放大倍数很大 (Aud→∞),而开环电压放大倍数受温度的影响,很不稳 定。采用深度负反馈可以提高其稳定性,此外运放的 开环频带窄,例如F007只有7Hz,无法适应交流信号的 放大要求,加负反馈后可将频带扩展(1+AF)倍。另外 负反馈还可以改变输入、输出电阻等。所以要使集成 运放工作在线性区,采用负反馈是必要条件

第5章 集成运算放大器应用电路 5.1.2 由于集成运放的开环差模电压放大倍数很大 (Aud→∞)，而开环电压放大倍数受温度的影响，很不稳 定。采用深度负反馈可以提高其稳定性，此外运放的 开环频带窄，例如F007只有7Hz，无法适应交流信号的 放大要求，加负反馈后可将频带扩展(1+AF)倍。另外 负反馈还可以改变输入、输出电阻等。所以要使集成 运放工作在线性区，采用负反馈是必要条件

第5章集成运算放大器应用电路 为了便于分析集成运放的线性应用,我们还需要 建立“虚短”与“虚断”这两个概念 (1)由于集成运放的差模开环输入电阻Ra→>∞,输 入偏置电流lB≈0,不向外部索取电流,因此两输入端 电流为零。即l=1+=0,这就是说,集成运放工作在线 性区时,两输入端均无电流,称为“虚断”。 (2)由于两输入端无电流,则两输入端电位相同, 即U=U4。由此可见,集成运放工作在线性区时,两输 入端电位相等,称为“虚短

第5章 集成运算放大器应用电路 为了便于分析集成运放的线性应用，我们还需要 建立“虚短”与“虚断”这两个概念。 (1)由于集成运放的差模开环输入电阻Rid→∞，输 入偏置电流IB≈0，不向外部索取电流，因此两输入端 电流为零。即Ii-=Ii+=0，这就是说，集成运放工作在线 性区时，两输入端均无电流，称为“虚断” 。 (2)由于两输入端无电流，则两输入端电位相同， 即U-=U+。由此可见，集成运放工作在线性区时，两输 入端电位相等，称为“虚短”

第5章集成运算放大器应用电路 513运算放大器的基本电路 运算放大器的基本电路有反相输入式、同相输入 式两种。反相输入式是指信号由反相端输入,同相输 入式是指信号由同相端输入,它们是构成各种运算电 路的基础。 1反相输入式放大电路 图51所示为反相输入式放大电路,输入信号经R 加入反相输入端,R为反馈电阻,把输出信号电压U。 反馈到反相端,构成深度电压并联负反馈

第5章 集成运算放大器应用电路 5.1.3 运算放大器的基本电路有反相输入式、同相输入 式两种。反相输入式是指信号由反相端输入，同相输 入式是指信号由同相端输入，它们是构成各种运算电 路的基础。 1. 图5.1所示为反相输入式放大电路，输入信号经R1 加入反相输入端，Rf为反馈电阻，把输出信号电压Uo 反馈到反相端，构成深度电压并联负反馈

第5章集成运算放大器应用电略 R R O + 图5.1反相输入式放大电路

第5章 集成运算放大器应用电路 ＋ － ∞ ＋ I f Uo Rf ＋ R2 I i ′ I i R1 － Ui 图5.1 反相输入式放大电路

第5章集成运算放大器应用电略 )虚地”的概念 由于集成运放工作在线性区,U=U、l+=l,即 流过R2的电流为零。则U4=0,U=U=0,说明反相端 虽然没有直接接地,但其电位为地电位,相当于接地, 是“虚假接地”,简称为“虚地”。“虚地”是反相 输入式放大电路的重要特点

第5章 集成运算放大器应用电路 1)“虚地” 由于集成运放工作在线性区，U+ =U-、Ii+=Ii-，即 流过R2的电流为零。则U+ =0，U-=U+ =0，说明反相端 虽然没有直接接地，但其电位为地电位，相当于接地， 是“虚假接地” ，简称为“虚地” 。 “虚地”是反相 输入式放大电路的重要特点

第5章集成运算放大器应用电略 2)电压放大倍数 在图51中 U-U R R U.-U U R R 由于1;=/1=0,则/=l1即 R R R R R 式中A是反相输入式放大电路的电压放大倍数

第5章 集成运算放大器应用电路 2) 在图5.1 1 R1 U R U U I R U R U U I i i i f o f o f = − = = − − = − − 由于I i-=I′ i=0,则If=Ii ,即 1 1 1 R R U U A U R U U R U R U f i o u f i f o f i o = − = − = − = −  （5—1） 式中Auf是反相输入式放大电路的电压放大倍数

第5章集成运算放大器应用电路 上式表明:反相输入式放大电路中,输入信号电 压U和输出信号电压U相位相反,大小成比例关系, 比例系数为RR1,可以直接作为比例运算放大器。当 R=R1时,Au=-1,即输出电压和输入电压的大小相等, 相位相反,此电路称为反相器。同相输入端电阻R2 用于保持运放的静态平衡,要求R2=R1∥R。R2称为平 衡电阻

第5章 集成运算放大器应用电路 上式表明：反相输入式放大电路中，输入信号电 压Ui和输出信号电压Uo相位相反，大小成比例关系， 比例系数为Rf /R1，可以直接作为比例运算放大器。当 Rf=R1时，Auf=-1,即输出电压和输入电压的大小相等， 相位相反，此电路称为反相器。 R2 用于保持运放的静态平衡，要求R2 =R1∥Rf。R2称为平 衡电阻