5运算放大电路.PPT

iL
uI R1
(2) 悬浮负载电压—电流变换器 悬浮负载电压—电流变换器电路如图27所示。
（a）反相电压—电流变换器
（b）同相电压—电流变换器
图27 悬浮负载的电压—电流变换器
图27（a）是一个反相电压—电流变换器，它是一个电流并联负反馈电 路，它的组成与反相放大器很相似，所不同的是现在的反馈元件（负载） 可能是一个继电器线圈或内阻为RL的电流计。流过悬浮负载的电流为
（a）基本电路
图28 电流—电压变换器
（b）典型电路
图28(a)是一个基本的电流—电压变换器，根据集成运放的“虚断”和 “虚地”概念，有 和 ，故
u 0
，从而有
i 0
i F 是一个经常用在光电转换电路中的典型电路。图中 iI 图28(b) V是光电二 极管，工作于反向偏置状态。
O F F I F 根据集成运放的“虚断”和“虚地”概念可得
u u 0 i i 0 iI iF
uO uI R1 RF RF uO uI R1
2. 同相比例运算电路 同相比例运算电路如图21所示。
图21同相运算电路 由虚短、虚断可得：
u u uI i i 0 i1 i F
RF u O (1 )u I R1
RF RX
4. 测量放大器 测量放大器电路如图33所示
图33 测量放大电路
由图33可知： (1) 热敏电阻 和R组成测量电桥。当电桥平衡时 信号，故输出 ，相当于共模
Rt ，若测量桥臂感受温度变化后，产生与 相应的微小
u S1 u S，这相当于差模信号，能进行有效地放大。 信号变化 uO 0 2
③ 不接基准电压，即 称为过零比较器。

8.1 集成运算放大器的简单介绍
• 运算放大器开环放大倍数大，并且具有深 度反馈，是一种高级的直接耦合放大电路。 它通常是作为独立单元存在电路中的。最 初是应用在模拟电子计算机上，可以独立 地完成加减、积分和微分等数学运算。早 期的运算放大器由电子管组成，自从20世 纪60年代初第一个集成运算放大器问世以 来，运算放大器才应用在模拟计算机的范 畴外，如在偏导运算、信号处理、信号测 量及波形产生等方面都获得了广泛的应用。
• 4．在集成电路中，比较合适的电阻阻值范 围大约为100 ~300 Ω。制作高阻值的电阻 成本高、占用面积大并且阻值偏差也较大 （10~20%）。因此，在集成运算放大器中 往往用晶体管恒流源代替高电阻，必须用 直流高阻值时，也常采用外接的方式。
8.1.2 集成运算放大器的简单说明
• 集成运算放大器的的电路常可分为输入级、 中间级、输出级和偏置电路四个基本组成 部分，如图8-1所示。
• 2．信号的输入 • 当有信号输入时，差动放大电路（见图8-5）的工作情况可以分为以下几种情
况。
• （1）共模输入。 • 若两管的基极加上一对大小相等、极性相同的共模信号（即vi1 = vi2），这种
输入方式称为共模输入。这将引起两管的基极电流沿着相同的方向发生变化， 集电极电流也沿相同方向变化，所以集电极电压变化的方向与大小也相同， 因此，输出电压vo = ΔvC1-ΔvC2 = 0，可见差动放大电路能够抑制共模信号。 而上述差动放大电路抑制零点漂移则是该电路抑制共模信号的一个特例。因 为输出的零点漂移电压折合到输入端，就相当于一对共模信号。
u
u
u0 Au 0
0
u+≈u-
（8-2）
• 当反向输入端有信号，而同向端接地时，u+=0，由上式 可见，u-≈u+=0。此时反向输入端的电位近似等于地电位， 因此，它是一个不接地的“地”电位端，通常称为虚地端。

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4. 放大差模信号
差模信号：数值相等，极性相反 的输入信号，即
uI1 uI2 uId / 2
iB1 iB2 iC1 iC2 uC1 uC2 uO 2uC1
＋ u Id 2
－
＋
－
u Id 2
△iE1=－△ iE2，Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。
n U U U U o o1 o2 o A A u uj U U U U j 1 i i i2 in
2. 输入电阻
Ri Ri1
3. 输出电阻
Ro Ron
对电压放大电路的要求：Ri大， Ro小，Au的数值 大，最大不失真输出电压大。
Ri
Ri 2 R5// [rbe2 (1 β2 ) R6 // RL ] 56 K
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1 ( R3 // Ri2 ) 50 (5 // 56 ) Au1 = 191 rbe1 1 .2
Au Au1 Au 2
(1 β ) Re Au ( Rb rbe ) (1 β ) Re
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R3 // R5 rbe2 Rb rbe Ro R6 // 118 Ro Re // 1 2 1
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三、多级放大电路的频率响应
1. 讨论： 一个两级放大电路每一级（已考虑了它们的相互
影响）的幅频特性均如图所示。
20 lg A 20 lg A 40 lg A 20 lg A u u1 u2 u1
uOc 共 模 放 大 倍 数Ac ，参数理想对称时 Ac 0 uIc
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|| ||
A |,负 反 馈 A |,正 反 馈
=0,| Af |,自 激 振 荡
深度负反馈条件下闭环放大倍数的表达式
1A F 1时
A f
1 F
1）如果
1AF 1
，则 A A 。这就是负 f
反馈的情况，因为它表示反馈的引入削弱了
输入量的作用，使闭环增益下降。
因为
Xid =1XAi F
可见负反馈的作用是使真正加到放大电路输 入端的净输入量减小到无反馈时的
5.3 深度负反馈放大电路 放大倍数的估算
5.3.1 深度负反馈的实质
5.3.2 四种组态负反馈放大电路放大倍数分析
5.3.1 深度负反馈的实质
xi
x id
A
xf
F
xo
深度负反馈时， 输入信号与反馈信号的关系？
净输入量=？
1. 深度负反馈的实质
当
1AF 1 时，
A f
A 1 =1A F F
而
A f
用输出开路法：io=0时if=0 故为电流反馈 用输出短路法：uo=0时if存在 故为电流反馈
例5-5 判断下列电路引入的是电压反馈还是电流反馈？
io
+ uf
if
io
RL
-
负载电阻RL 不出现在反馈回路中： 为电压反馈
负载电阻RL 出现在反馈回路中： 为电流反馈
6. 串联反馈和并联反馈的判断
串联反馈：反馈信号与输入信号以 RS
1. 反馈 — 将电路的输出量(电压或电流)的部分或全部， 通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回路并影 响输入量(电压或电流)和输出量的过程。
2. 信号的两种流向
正向传输：输入 输出 — 开环 反向传输：输出 输入