四川电力职业技术学院：《模拟电子技术》精品课程PPT教学课件（模拟电路）第7章 集成运算放大器在信号处理方面的应用

《模拟电路》精品课程课件 第7章集成运算放大器在信号处理方 面的应用 §7.1有源滤波电路 §7,2集成运放在使用中的一些问题

《模拟电路》精品课程课件 第7章 集成运算放大器在信号处理方 面的应用 §7.1有源滤波电路 §7.2集成运放在使用中的一些问题

第7章集成运算放大器在信号处理方面的应用 §7.1有源滤波电路 学习目标:1.熟悉有源滤波器类型、用途 工作原理和输出与输入的关系 2.集成运放在使用中的一些问题 ●学习重点:有源滤波器的分析

§7.1 有源滤波电路 学习目标：1.熟悉有源滤波器类型、用途、 工作原理和输出与输入的关系 2.集成运放在使用中的一些问题 学习重点：有源滤波器的分析 第7章 集成运算放大器在信号处理方面的应用

§有源滤波电 、基本概念 1.滤波器:选出所需要的频率范围内的信号,使其顺利过;而 对于频率超出此范围的信号,使其不易通过。 不同的滤波器具有不同的频率特性,大致可分为低通、高 通、带通和带阻四种。 2.无源滤波器:仅由无源元件R、C构成的滤波器。无源滤波器的带负 载能力较差,这是因为无源滤波器与负载间没有隔离,当在输出端接 上负载时,负载也将成为滤波器的一部分,这必然导致滤波器频率特 性的改变。此外,由于无源滤波器仅由无源元件构成,无放大能力, 所以对输入信号总是衰减的。 3.有源滤波器:由无源元件R、C和放大电路构成的滤波器。放 大电路广泛采用带有深度负反馈的集成运算放大器。由于集成 运算放大器具有高输入阻抗、低输岀阻抗的特性,使滤波器输 出和输入间有良好的隔离,便于级联,以构成滤波特性好或频 率特性有特殊要求的滤波器

§7.1 有源滤波电路 一、基本概念 1.滤波器：选出所需要的频率范围内的信号，使其顺利过；而 对于频率超出此范围的信号，使其不易通过。 不同的滤波器具有不同的频率特性，大致可分为低通、高 通、带通和带阻四种。 2.无源滤波器：仅由无源元件R、C构成的滤波器。无源滤波器的 带负 载能力较差，这是因为无源滤波器与负载间 没有隔离，当在输出端接 上负载时，负载也将成为滤波器的一部分，这必然导致滤波器频率特 性 的改变。此外，由于无源滤波器仅由无源元件构成，无放大能力， 所以对输入信号总是衰减的。 3.有源滤波器：由无源元件R、C和放大电路构成的滤波器。放 大电路广泛采用带有深度负反馈的集成运算放大器。由于集成 运算放大器具有高输入阻抗、低输出阻抗的特性，使滤波器输 出和输入间有良好的隔离，便于级联，以构成滤波特性好或频 率特性有特殊要求的滤波器

§7.1有源滤波电路 阶低通滤波电路(LPF) R Auf R (a)电路 b)幅频特性

二、一阶低通滤波电路（LPF） §7.1 有源滤波电路

§7.1有源滤波电路 J R 1+JORC JOc Rp RE R R丿1+joRC 多U=1+R)1+mCs、 RE 式中An=1+为通频带放大倍数,O=称为截止角 频率。电压放大倍数的幅频特性为 截止角频率:

§7.1 有源滤波电路 j RC U U j C R j C U U i C i    + = + + = = 1 1 1     j RC U R R U R R U i +           = +         = + + 1 1 1 1 F 1 F o    o 1 o F 1 1 1 1    j A R j RC R U U A u i u f + = +          = = +    式中 为通频带放大倍数， 称为截止角 频率。电压放大倍数的幅频特性为： 1 F 1 R R Au = + RC 1 o = 2 o 1         + =   u uf A A 截止角频率： RC 1 o =

§7.1有源滤波电路 、二阶低通滤波电路 阶有源低通滤波器的幅频特性与理想特性相差较大, 滤波效果不够理想,采用二阶或高阶有源滤波器可明显改善 滤波效果。图示为用二级RC柢通滤波电路串联后接入集成运 算放大器构成的二阶低通有源滤波器及其幅频特性。 二阶 阶 A 工 二阶低通有源滤波器及其幅频特性 髙通滤波器和低通滤波器一样,有一阶和高阶滤波器。 将低通滤波器中的电阻和和电容C对调即成为高通滤波器 1返回

三、二阶低通滤波电路 §7.1 有源滤波电路 一阶有源低通滤波器的幅频特性与理想特性相差较大， 滤波效果不够理想，采用二阶或高阶有源滤波器可明显改善 滤波效果。图示为用二级RC低通滤波电路串联后接入集成运 算放大器构成的二阶低通有源滤波器及其幅频特性。 R ∞ － + Δ + RF R1 C Au f Au 2 1 Au 0 ωo ω 一阶 二阶 uo ui R C 二阶低通有源滤波器及其幅频特性 高通滤波器和低通滤波器一样，有一阶和高阶滤波器。 将低通滤波器中的电阻R和电容C对调即成为高通滤波器。 返回

第7章集成运算放大器在信号处理方面的应用 §72集成运放在使用中的一些问题 ●学习目标:1.了解集成运放注意的问题 2.熟悉调试过程中应注意到的问题 ●学习重点:1.掌握集成运放的消振和调零 2.熟悉集成运放外接电阻的选取

§7.2 集成运放在使用中的一些问题 学习目标：1.了解集成运放注意的问题 2.熟悉调试过程中应注意到的问题 学习重点：1.掌握集成运放的消振和调零 2.熟悉集成运放外接电阻的选取 第7章 集成运算放大器在信号处理方面的应用

§7.2集成运放在使用中的一些问题 、合理选用集成运放型号 根据使用性能选用,选型时除了满足主要技术性能以外, 还应考虑必要的经济性。一般指标性能高的运放,价格也相应较 高。故无特殊要求的场合,可选用通用型、多运放型运放。 在使用集成运放时应了解引脚的功能 目前运放类型很多,而每一种集成运放的管脚数,每 一管脚的功能和作用均不相同。因此在使用前必须充分 査阅该型号器件的资料,以了解其指标参数和使用方法

一、合理选用集成运放型号 §7.2 集成运放在使用中的一些问题 根据使用性能选用，选型时除了满足主要技术性能以外， 还应考虑必要的经济性。一般指标性能高的运放，价格也相应较 高。故无特殊要求的场合，可选用通用型、多运放型运放。 二、在使用集成运放时应了解引脚的功能 目前运放类型很多，而每一种集成运放的管脚数，每 一管脚的功能和作用均不相同。因此在使用前必须充分 查阅该型号器件的资料，以了解其指标参数和使用方法

§7.2集成运放在使用中的一些问题 、集成运放的消振和调零 1.关于自激振荡的消除 目前大多数集成运放内部电路已设置消振措施的补 偿网络。但还有一些运放还需外接消振的补偿网络消振 后,才能使用。 2.电路的调零 集成运放电路在使用时,要求零输入时为零输出 为此除了要求运放的同相和反相两输入端的外接直流通 路等效电阻保持平衡之外,还再采用调零电位器进行调

三、集成运放的消振和调零 §7.2 集成运放在使用中的一些问题 1.关于自激振荡的消除 目前大多数集成运放内部电路已设置消振措施的补 偿网络。但还有一些运放还需外接消振的补偿网络消振 后，才能使用。 2.电路的调零 集成运放电路在使用时，要求零输入时为零输出。 为此除了要求运放的同相和反相两输入端的外接直流通 路等效电阻保持平衡之外，还再采用调零电位器进行调 节

§7.2集成运放在使用中的一些问题 四、集成运放的保护措施 集成运放由于电源电压极性接反或电源电压突变、 输入信号电压过大、输出端负载短路、过载或碰到外部 高压造成电流过大等,都能引起器件损坏。因此,必须 在电路中加保护措施 1.电源端保护 为了防止电源极性接反,引起器件损坏,可利用二 极管的单向导电性,在电源连接线中串接二极管来实 现保护 2.输入保护 当运放的差模或共模输入信号电压过大时,会引起运放 输入级的损坏。另外,当运放受到强的干扰信号或同相输入 电路应用时,会产生自锁现象,为此,可在运放输入端加限 幅保护

§7.2 集成运放在使用中的一些问题 四、集成运放的保护措施 1.电源端保护 为了防止电源极性接反，引起器件损坏，可利用二 极管的单向导电性，在电源连接线中串接二极管来实 现保护。 集成运放由于电源电压极性接反或电源电压突变、 输入信号电压过大、输出端负载短路、过载或碰到外部 高压造成电流过大等，都能引起器件损坏。因此，必须 在电路中加保护措施。 2.输入保护 当运放的差模或共模输入信号电压过大时，会引起运放 输入级的损坏。另外，当运放受到强的干扰信号或同相输入 电路应用时，会产生自锁现象，为此，可在运放输入端加限 幅保护