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集成运放组成的基本运算电路PPT课件

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集成运算放大器电路.pptx

集成运算放大器电路.pptx

Ir
IC1
IB3
IC1
IC3
IC1 IC2,
IC3
3 1 3
IE3
IE3
IC3
IC1
1
IC2
2
若三管特性相同，则β1=β2=β3=β,求解以上各
式可得
IC3
(1
2

2
2
2)Ir
(4–12)
第22页/共115页
利用交流等效电路可求出威尔逊电流源的动态内
阻 Ro为
Ro 2 rce
(4–13)
•
可见，威尔逊电流源不仅有较大的动态内阻，而且输出电流受β的
6所示的比例电流源电路。由图可知
因为 所以
UBE1 IE1R1 UBE2 IE2R2
U BE1
UT
ln
I E1 IS1
U BE 2
UT
ln
IE2 IS2
IS1
IE2 IS2
UBE1 UBE2
UT
ln
I E1 IE2
UT
ln
IE2 I E1
第14页/共115页
(4–5) (4–6)
UCC
(>600mV)的10%。因此，可近似认为UBE1≈UBE2。这样，式(4–5)简化为
I E1R1 I E 2R2
若β1，则IE1≈Ir, IE2≈IC2,由此得出
IC2
R1 R2
Ir
(4–7) (4–8)
第16页/共115页
•
可见，IC2与Ir成比例关系，其比值由R1和R2确定。参考电流Ir现在
应按下式计算：
Ir
UCC U BE1 Rr R1
UCC Rr R1
(4–9)

集成运放组成的基本运算电路课件

集成运放组成的基本运算电路课件

+15V
⎞ ⎛R R vO = −⎜ f v S 1 + f v S 2 ⎟ ⎟ ⎜R R2 ⎠ ⎝ 1
υO
A
＋
R′ 6.2K
-15V
为了消除平均偏置电 及其漂移造成运算误差， 须在同相端接入平衡电阻 R’，其值应与反相端的外 接等效电阻相等，即要求 R’= Rl//R2//RF。
实验电路图 实验注意： 1.首先应进行静态测试，当零输入时输出近似为零(失调电压)。 2.输入信号可以是直流，也可是正弦，方波或三角波信号。但在选取信号的频 率和幅度时，应考虑运放的频响和输出幅度的限制。 3.用示波器监视输出电压波形。
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。 绘制波形图时注意波形间的相位关系
模拟电子技术实验四>基本运算电路
4.积分运算电路
K2 C R2 1M vS R1 100K R′ 100K － ＋ 1μF K1 +15V vO
A
-15V R2稳定输出初态
1 t vo = − ∫ vs dt R1 0
RF RF vo = vs 2 − vs1 R2 R1
vO
A
＋
差分放大电路即减法器 为了消除输入偏置电流 以及输入共模成分的影响， 要求R1=R2、RF=R3。
实验电路图 实验注意： 与反相加法运算实验相同 实验步骤： 测量输入和输出信号幅值，验证电路功能。
模拟电子技术实验四>基本运算电路
实现两个信号的减法(差分)运算的仿真电路
模拟电子技术实验四>基本运算电路
5.波形转换—方波转换成三角波
C R2 100K vS － R1 10K ＋ R′ =R1//R2 10K -15V 0.47μ +15V

集成运算放大器及其基本应用电路PPT课件

集成运算放大器及其基本应用电路PPT课件

三运放电路
ui1 +
A+
–
ui2
A+ +
uo1
R
R1
a
RW b
R
R1
uo2
第21页/共48页
R2
–
uo
A+
+
R2
ui1 +
A+
–
ui2
A+ +
虚短路：
uo1
ua ui1 ub ui2
R 虚开路：
a
uo1 uo2 ua ub
RW
2R RW RW
b
ui1 ui2
R
RW
uo2 uo2 uo1
第3页/共48页
5. 传输特性（差放特性） (1)静态
vID=0 ； vO=0
零入零出
v0 v0H 正向饱和区
(2)放大区 （线性区）窄！
0
vP－v N
线性应用
VOL/AVD<VID<VOH/AVD
(3)限幅区
负向饱和区 v0L
线性区
VOH 正向饱和
vo= VOL 负向饱和
非线性应用
第4页/共48页
(2) 全功率带宽BWP
。 定义: 是在额定负载和全功率输出（Vom）时最大不失真频率
dvO (t) dt
max ω Vom
ω Vom SR
第29页/共48页
ω SR /Vom
BWP
SR
2π Vom
4.1.1 集成运放的主要直流和低频参数 (自学)
4.1.1.1 输入失调电压VIO
集成运放输出直流电压为零时，两输入端之间所加的补偿电压称为输入失调电 压VIO

第六章 集成运放组成的运算电路4PPT课件

第六章 集成运放组成的运算电路4PPT课件

b2
uO
等效共模输入电压
等效差模输入电压
uIcub1 2ub2u 2I F2O u
u Icu b 1u b2 u IFO u
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
输出电压
uOA ou dId A ou cIc
AoduIdKACoM d RuIc
代入uIc、uId 得
1 1
1 uO F 1
2KCMR 1 1
模拟电子技术基础
6.4 集成运算放大器使用中的几个问题
6.4.1 选型
集成运放及其特性简表
类型
特
点
应 用场合
种类多，价格便宜 一般测量、运算电路
低功耗型
高精度型 专型 用 高输入阻 型 抗型
高速宽带 型
功耗低
遥感、遥测电路
测量精度高、零漂小 Rid对被测信号影响小 带宽高、转换速率高 电源电压48～300V
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
15
rid 100%
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
3．运放的偏置和失调的影响
偏置和失调对 运放的影响图
RF
R1
I IB
R2
U IO
A
uO
+
I IO
I IB
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
RF
R1
I IB
R2
U IO
A
uO
+
I IO
I IB
(1) 仅考虑反相输入端 I I的B 影响
UO1 IIBRF

《集成运放电路》PPT课件

《集成运放电路》PPT课件

KCMR越大，说明差放分辨 差模信号的能力越强，而抑制
共模信号的能力越强。
若电路完全对称，理想情况下共模放大倍数 Ac = 0 输出电压 uo = Ad （ui1 － ui2 ） = Ad uid
若电路不完全对称，则 Ac 0， 实际输出电压 uo = Ac uic + Ad uid 即共模信号对输出有影响 。
IC1=2.3温度的升高 IC1增加 1%，试计算输出电压
Uo变化了多少？
IC1 = 2.31.01 mA = 2.323 mA
UC1= UZ + UBE2 = 4 + 0.6 V = 4.6 V
12 4.6 IB2 IRC1 IC1 3 2.32mA 0.147mA
这种输入常作为比较放大来应用，在自动控制 系统中是常见的。
3. 共模抑制比（Common Mode Rejection Ratio)
全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模 信号的能力。
共模抑制比 差模放大倍数
KCMR
Ad AC
KCMR (dB) 20lg
Ad AC
( 分贝
)
共模放大倍数
Uo= 6.325－7.75V = 0.575V 提高了7.42%
可见，当输入信号为零时，由于温度的变化，输
出电压发生了变化即有零点漂移现象。
零点漂移的危害：
直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。
严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效
信号电压还是漂移电压。
一般用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电
T1截止，T2基极电位 进一步降低，进入良
好的导通状态。
R1
D1
+ D2 uI - R2

集成运算放大器的运用.pptx

集成运算放大器的运用.pptx

度系数的热敏电阻RT,也可消除UT =kT/q引 起的温度漂移，实现温度稳定性良好的对数
运算关系。
第25页/共54页
•
二、反对数(指数)
•
指数运算是对数的逆运算，在电路结构上只要将对数运算器的电阻和
晶体管位置调换一下即可，如图7.1.16所示。
uBE
uo Rif RiC RISe UT
uBE ui
第7页/共54页
• 7.1.2
(Adder)
•1.反相输入求和电路 (Inver ting Adder)
•（ 1 ） 电 路 如 图 7 . 1 . 4 所 示 。 •直 流 平 衡 电 阻 ：
if Rf
R1 i1
ui1
i2 i-
ui2
-
RP R1 R2 R3 R f
R2
i+ +
+
uo
R3
（2）关系式：
图7.1.4 反相求和运算电路
因为反相端“虚地”(Virtual Ground)，
i1 i2 i f
ui1 ui2 uo
R1 R2
Rf
uo
Rf R1
ui1
Rf R2
ui 2
第8页/共54页
若 R1 R2 R
则
uo
Rf R
(ui1 ui2 )
例1：利用集成运放实现以下求和运算关系：
反向饱和电流的影响，RT是热敏电阻，用以补偿UT引起的温度漂移。由图
可见:
uo
(1
R3 R2 RT
)u A
uA
u BE 2
uBE1
UT
ln
ic 2 IS2
UT
ln
ic1 IS1

集成运放中的加法和减法运算电路PPT课件

集成运放中的加法和减法运算电路PPT课件
第2页/共18页
用数学式子表示为：
y x1 x2 xn
i1 i2 i3 in if
Vi1 Vi2 Vi3 RRR
Vin R
if
于是有
V0
Rf R
(Vi1 Vi2 Vi3
Vin）
如果各电阻的阻值不同，则可作为比例加法器，则有
V0
Rf R1
Vi1
Rf R2
Vi 2
第10页/共18页
四、实验参考方案
1. 反相比例放大电路
第11页/共18页
表8-1 反相比例放大电路
0.3 V
0.4 V
0.5 V
Ui
毫伏表 示波器 毫伏表 示波器 毫伏表 示波器
读数 读数 读数 读数 读数 读数
V0（理论值）
V0（测量值）
第12页/共18页
2. 反相加法运算电路
(1)按下图连接实验电路。 (2)调节信号源的输出。用交流毫伏表或示波器测量输入电压 压 和 ，及输出电压 ，数据记入表8－2。
•
IC
C dVt dt
第9页/共18页
三、实验设计要求
要求根据实验原理设计反相加法运算电路、减法运算电路、积分运算 电路，并设计数据记录表格。
1、 整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）。 2、 将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。 3、 分析讨论实验中出现的现象和问题。 实验提示：实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接 反和输出端短路，否则将会损坏集成块。
Rf R1
Vi1 Vi2
第5页/共18页
3、积分器是指输出信号为输入信号积分后的结果，用数学关系表示为：
t
y 0xdt
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集成运放组成的基本运算电路
1
一、实验目的
1. 研究集成运放组成的比例、加法和积分等基本运算电 路的功能；
2. 了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题； 3. 理解在放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大
电路各项性能指标的影响； 4. 了解集成运算放大电路的三种输入方式。
2
二、相关知识（μA741引脚）
－
R1 10K
A
vO
υS
＋
R′ 10K
-15V
v0
(1
RF R1
)vs
同相比例运算电路
16
2. 实现同相比例运算
将实验数据及波形填入下述表格中：
输入信号vs1 (V)
有效值
波形
输入信号vs2 (V)
有效值
波形
有效值
输出电压vo (V)
峰值
波形
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。
10
1. 实现两个信号的反相加法运算
R1 10K υS1
RF 100K
+15V
υS2
－
R2 10K
A
υO
＋
R′ 6.2K
-15V
v0
(RF R1
vs1
RF R2
vs2)
反相加法运算电路
11
1. 实现两个信号的反相加法运算
反相加法运算仿真电路
12
1. 实现两个信号的反相加法运算
反相加法运算仿真电路
信号参考 5
二、相关知识（μA741引脚）
悬空
正电源 输出 调零端
调零端
反相 同相 输入 输入
负电源
6
二、相关知识（μA741主要参数）
详细参数请下载参阅（UA741技术资料.PDF文件）
7
二、相关知识（元件清单）
代号 名称 规格 数量 代号
名称
规格
1.反相加法运算电路
3.方波转换成三角波电路
17
3. 减法器（差分放大电路）
下图所示电路为减法器电路，为了消除输入偏置电流 以及输入共模成分的影响，要求R1=R2、RF=R3。 实验注意事项同反相加法运算实验。
RF
100K +15V
R1 10K
vS1
－
A
vS2
＋
R2 10K
R3 100K
-15V
vO
vo
RF R2
vs2
RF R1
vs1
减法器（差分放大电路）运算电路
13
1. 实现两个信号的反相加法运算
将实验数据及波形填入下述表格中：
输入信号vs1 (V)
有效值
波形
输入信号vs2 (V)
有效值
波形
有效值
输出电压vo (V)
峰值
波形
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。
14
2. 实现同相比例运算
电路同反相加法运算电路（上图），其特点是输入 电阻比较大，电阻R’的接入同样是为了消除平均偏置电 流的影响，故要求 R’=R1//RF。
实验注意事项同反相加法运算实验。
电压传输特性：
即输入输出成比例关系。但输出信号的大小受放大 电路的最大输出幅度的限制，因此输入输出只在一定范 围内是保持线性关系的。表征输入输出的关系曲线即
Vo = f (Vs) 称为电压传输特性，可用示波器加以观察。
15
2. 实现同相比例运算
RF 100K
+15V
R1 R2 电阻器 10K 2
R1 R’ 电阻器
10K
RF
电阻器 100K 1
R2
电阻器
100K
R’
电阻器 6K2 1
C
电容器
1μ
2.减法器（差分放大电路）运算 电路
R1 R2 电阻器 10K 2
RF R3 电阻器 100K 2
数量
2 1 1
8
三、实验内容
1. 实现两个信号的反相加法运算。 2. 实现同相比例运算。 3. 用减法器实现两信号的减法运算。 4. 实现积分运算。 5. 用积分电路将方波转换为三角波。
在t<<τ2（τ2=R2C）的条件下，若vS为常数，则vO与 t将近似成线性关系。因此，当vS为方波信号并满足 Tp<<τ2时（Tp为方波半个周期时间），则vO将转变 为三角波，且方波的周期愈小，三角波的线性愈好， 但三角波的幅度将随之减小。
9
1. 实现两个信号的反相加法运算
电路如下所示，通过该电路可实现信号υS1和υS2的 反相加法运算，并且为了消除平均偏置电流及其漂移造 成运算误差，须在同相端接入平衡电阻R’，其值应与反 相端的外接等效电阻相等，即要求 R’= Rl//R2//RF。
实验时应注意：
1. 为提高运算精度，首先应对输出直流电位进行测试，即保证零 输入时为零输出。 2. 被加输入信号可以为直流，也可以选用正弦，方波或三角波 信号。但在选取信号的频率和幅度时，应考虑运放的频响和输 出幅度的限制。 3. 为防止出现自激振荡，应用示波器监视输出电压波形。
集成运算放大电路（简称集成运放）是一种高增益 的直流放大器，它有二个输入端。根据输入电路的不同， 有同相输入、反相输入和差动输入三种方式。在实际运 用中都必须用外接负反馈网络构成闭环，用以实现各种 模拟运算。
3
二、相关知识（工作电源）
-15V
0V +15V
4
二、相关知识（测量线）
信号输入
屏蔽线
同轴连接 器
22
4. 积分运算电路
为方便起见，可通过示波器直接观察随时间的变化 轨迹。具体做法是先将光点移至屏幕左上角作为坐标原 点，Ｙ轴输入耦合选用“ＤC”，扫速开关和Y轴灵敏度 开关均置于适当位置，光点随时间的移动轨迹。由此可 分析vO与时间t的关系。
18
3. 减法器（差分放大电路）
减法器（差分放大电路）运算仿真电路
19
3. 减法器（差分放大电路）
减法器（差分放大电路）运算仿真电路
20
3. 减法器（差分放大电路）
将实验数据及波形填入下述表格中：
输入信号vs1 (V)
有效值
波形
输入信号vs2 (V)
有效值
波形
有效值
输出电压vo (V)
峰值
波形
23
4. 积分运算电路
K2
C 1μF
R2 1M
K1 +15V
vS
－
R1 100K
A
vO
＋
R′ 100K
-15V
vo
1 R1
t
0 vsdt
积分运算电路
24
4. 积分运算电路
将实验数据及波形填入下述表格中：
vs波形
vs幅度值
vo波形
vo频率
vo幅度值
25
5. 用积分电路转换方波为三角波
电路如下图所示。图中电阻R2的接入是为了抑制由 IIO、VIO所造成的积分漂移，从而稳定运放的输出零 点。
注：上表针对正弦波输入，若是其他信号输入表作相应改变。
21
4. 积分运算电路
积分电路如下图所示，在进行积分运算之前，将图 中K1闭合，通过电阻R2的负反馈作用，进行运放零输出 检查，在完成零输出检查后，须将K1打开，以免因R2的 接入而造成积分误差。K2的设置一方面为积分电容放电 提供通路，将其闭合即可实现积分电容初始电压Vc（0） =0。另一方面，可控制积分起始点，即在加入信号Vs后， 只要K2一打开，电容就将被恒流充电，电路也就开始进 行积分运算。