第十六章集成运算放大器概论
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集成运算放大器全解
集成运算放大器的基本概念
集成运放是具有高开环放大倍数并带有深度负反馈的多级直接耦合放大电路。

1. 集成电路的特点
(1)在集成电路工艺中还难于制造电感元件和大容量电容,因此采用直接耦合。
(2)运算放大器的输入级都采用差分放大电路,其特点是输入电阻
高、抗干扰能力强、零漂小。
(3)在集成运算放大器中往往用晶体管恒流源代替电阻。
(4)集成电路中的二极管都采用晶体管构成,把发射极、基极、集电极三者适当组配使用。
2. 集成运算放大器的符号、管脚

3. 集成运放的基本特性
理想化的条件:(1)开环电压放大倍数Ao → ∞(2)差模输入电阻 ri → ∞(3)开环输出电阻ro → 0
4. 集成运放的电压传输特性

5. 理想运放的分析特点
理想运放工作在非线性区的分析依据
集成运算放大器在信号运算方面的应用1.反相输入放大电路
2.同相输入放大电路

电压跟随器:

3. 加法运算电路
4.差分运算电路
例题:电路如图所示,试求出电路输出电压uo的值。
集成运算放大器在信号处理方面的应用
1. 有源滤波器
所谓滤波器,就是一种选频装置,它允许信号的一部分频率分量通过而抑制另一部分频率分量。

2. 电压比较器
在自动控制系统中,如果要对一个模拟信号与另一个模拟信号的大小进行比较。
按比较的结果来决定执行机构的动作,则需要用比较器来完成。
集成运算放大器基础知识目前广泛应用的电压型集成运算放大器是一种高放大倍数的直接耦合放大器。
在该集成电路的输入与输出之间接入不同的反馈网络,可实现不同用途的电路,例如利用集成运算放大器可非常方便的完成信号放大、信号运算(加、减、乘、除、对数、反对数、平方、开方等)、信号的处理(滤波、调制)以及波形的产生和变换。
集成运算放大器的种类非常多,可适用于不同的场合。
3.2.1 集成运算放大器的分类按照集成运算放大器的参数来分,集成运算放大器可分为如下几类。
1.通用型运算放大器通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。
这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指标能适合于一般性使用。
例μA741(单运放)、LM358(双运放)、LM324(四运放)及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。
它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
2.高阻型运算放大器这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般r id>(109~1012)Ω,I IB为几皮安到几十皮安。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。
用FET作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大。
常见的集成器件有LF356、LF355、LF347(四运放)及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。
3.低温漂型运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。
低温漂型运算放大器就是为此而设计的。
目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
4.高速型运算放大器在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率S R一定要高,单位增益带宽BW G一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。
集成运算放大器的原理与应用讲解1. 什么是集成运算放大器(Op Amp)?•集成运算放大器(Op Amp)是一种高增益、直流耦合、差分放大器,常被用于放大、滤波和电压比较等电路应用。
•Op Amp是一种集成电路芯片,通常包含多个晶体管、电阻和电容等被精确布局在一个芯片上。
2. 集成运算放大器的原理•Op Amp的核心是差动放大器,由两个输入端(非反馈端和反馈端)和一个输出端组成。
•在差动放大器中,非反馈端的输入信号被放大器放大,然后通过反馈回到非反馈端,从而形成放大器的反馈机制。
•Op Amp的增益由开环增益和反馈网络的配置决定。
3. 集成运算放大器的主要特性•增益:Op Amp具有非常高的开环增益,通常在105到108之间。
•输入阻抗:Op Amp的输入阻抗非常大,通常在106到1012欧姆之间。
•输出阻抗:Op Amp的输出阻抗非常小,通常在几十欧姆以下。
•带宽:Op Amp的带宽是指在给定增益下能够传输信号的频率范围。
4. 集成运算放大器的应用4.1 可逆放大器•可逆放大器是Op Amp最常见的应用之一,采用负反馈的方式将输出信号的一部分反馈到输入端。
•可逆放大器可以用于放大和滤波等电路,常用的配置包括反向放大器、比例放大器和积分器等。
4.2 比较器•Op Amp可以作为比较器使用,将输入信号与一个参考电压进行比较,输出高电平或低电平。
•比较器广泛应用于电压比较、电压检测和信号切换等电路。
4.3 运算放大器•运算放大器是一种特殊的Op Amp应用,采用负反馈的方式实现各种算术运算。
•常见的运算放大器电路包括加法器、减法器、乘法器和除法器等。
4.4 滤波器•Op Amp可以用于构建各种类型的滤波器,如低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
•滤波器可以用于信号调整、降噪和频谱分析等应用。
5. 集成运算放大器的选择与设计•在选择和设计集成运算放大器时,需要考虑参数如增益、输入阻抗、输出阻抗、带宽和供电电压等。
集成运算放大器原理
集成运算放大器是一种非常重要的电子元器件,广泛应用于各种
电子设备中。
它的主要功能是将输入信号放大并输出到下一个电路中。
这个元器件的设计原理非常重要,它涉及到电路中信号的放大、滤波、运算等核心技术。
下面我将为您详细介绍集成运算放大器的原理和应用。
集成运算放大器通常由一个差分放大器、一个级联放大器和一个
输出级组成。
可以通过外部输入和负反馈电阻对其进行调整和控制。
在差分放大器中,两个输入端口接收到不同的电压信号,并生成
其差值。
该差异信号随后被传输到级联放大器和输出级中,进行放大
及反馈扩展。
通过反馈电阻的调整,可以改变差分放大器的放大倍数,并且还
可以使信号输出稳定。
反馈电阻的大小决定了放大器的总增益和带宽,同时也决定了集成运算放大器的灵敏度和稳定性。
集成运算放大器的应用非常广泛,常见的包括:模拟电路、数字
电路、信号分析、过滤器、振荡器、放大器、比较器等。
它们在各种
电子设备中都起着至关重要的作用。
总之,集成运算放大器是一种非常重要的电子元器件,能够在电
路中起到信号放大、滤波、运算等核心功能。
它的设计原理和应用技
术非常重要,是广泛应用于各种电子设备的必备元件之一。