集成運算放大器的應用§4—2信號運算電路本章小結§4—1集成運放的主要參數和工作特點§4—3集成運放的非線性應用§4—4使用集成運放應注意的問題§4—1集成運放的主要

參數和工作特點1.了解集成運放的主要參數。2.掌握理想集成運放工作于線性狀態的特點。3.掌握理想集成運放兩種基本放大器的組成和工作特點。4.能安裝和調試用集成運放組成的比例運算電路。學習目標集成運算放大器的應用一、集成運放的主要參數集成運算放大器的應用

1.開環差模電壓放大倍數Aud指集成運放在無反饋情況下的差模電壓放大倍數。

2.開環差模輸入電阻ri開環差模輸入電阻指差模輸入時，集成運放的開環輸入電阻。3.開環輸出電阻ro開環輸出電阻指集成運放無反饋情況下的輸出電阻。集成運算放大器的應用

4.共模抑制比KCMR開環差模電壓放大倍數與閉環共模電壓放大倍數之比的絕對值。因為集成運放的共模抑制比數值很大，故通常用分貝表示。即

5.最大輸出電壓UOPP集成運放在空載情況下，最大不失真輸出電壓的峰—峰值。6.最大差模輸入電壓UIDM集成運放兩個輸入端之間所能承受的最大差模輸入電壓。集成運算放大器的應用

7.最大共模輸入電壓UICM集成運放兩個輸入端之間所能承受的最大共模輸入電壓。8.輸入失調電壓UIO當輸入信號為零時，為使輸出電壓為零，在輸入端所加的補償電壓值。它反映集成運放輸入級差分放大部分參數的不對稱程度，UIO越小越好。9.靜態功耗PD集成運放在輸入端短路、輸出端開路時所消耗的功率。集成運算放大器的應用二、集成運放的理想化（1）開環差模電壓放大倍數Aud→∞。（2）開環差模輸入電阻ri→∞。（3）開環輸出電阻ro→0。（4）共模抑制比KCMR→∞。（5）沒有失調現象，即當輸入信號為零時，輸出信號也為零。集成運放等效電路集成運算放大器的應用三、理想集成運放工作于線性狀態的特點由于理想集成運放的開環電壓放大倍數趨于無窮大，因此電路中必須引入負反饋才能保證集成運放工作于線性狀態。這時輸出電壓與輸入電壓滿足線性放大關系，即集成運算放大器的應用式中，uo為有限值，而理想集成運放Aud→∞，因而凈輸入電壓uP–uN=0，即uP=uN。這一特性稱為“虛短”，如果有一輸入端接地,則另一輸入端也非常接近地電位,稱為“虛地”。又因為理想集成運放輸入電阻ri→∞,所以兩個輸入端輸入電流也均為零,即iP

=

iN=0，這一特性稱為“虛斷”。集成運算放大器的應用四、集成運放組成的兩種基本放大器1.反相放大器(反相比例運算放大器)反相放大器集成運算放大器的應用放大器的電壓放大倍數為式中，負號表示uo與ui反相，故稱為反相放大器。又由于uo與ui成比例關系，故又稱反相比例運算放大器。若取Rf

=

R1

=R，則比例系數為–1，電路便成為反相器。集成運算放大器的應用2.同相放大器(同相比例運算放大器)利用“虛短”特性(注意:同相輸入時無“虛地”特性)可得又根據“虛斷”特性，iN=0，可得集成運算放大器的應用所以

uo與ui同相，故稱為同相放大器。又稱同相比例運算放大器。若令Rf=0，R1=∞(即開路狀態)，如圖所示，則比例系數為1，電路稱為電壓跟隨器。集成運算放大器的應用同相放大器電壓跟隨器§4—2信號運算電路1.掌握反相加法運算電路的組成和運算關系。2.掌握減法運算電路的組成和運算關系。3.了解積分運算、微分運算電路的組成和運算關系。學習目標集成運算放大器的應用一、反相加法運算電路集成運算放大器的應用反相加法運算電路

集成運算放大器的應用當R1=R2=R3=Rf時，可得uo

=–(ui1+ui2+ui3)二、減法運算電路(差分輸入比例運算電路)集成運算放大器的應用按外接電阻的平衡要求，應滿足R1∥Rf=R2∥R3。減法運算電路集成運算放大器的應用

ui1與ui2共同作用時的輸出電壓為當R1=R2，且Rf=R3時，上式可化簡為集成運算放大器的應用三、積分運算電路在圖所示電路中，當輸入脈沖電壓上升時，電容C充電，輸出電壓uo(即uC)隨時間增大而逐漸增大，當電荷量充足后，輸出電壓便不會再增大。但如果脈沖寬度較小，在輸出達到穩定值之前，脈沖電壓已變為零，則電容轉為放電，而最終電壓也變為零。電容充放電速度的快慢，取決于電阻R和電容C乘積的大小(τ=RC稱為時間常數)。集成運算放大器的應用電容兩端的電壓uC流過電容的電流iC之間存在積分的關系，即它反映了uC在輸入脈沖寬度時間內的累積變化情況。集成運算放大器的應用積分電路及其波形a)原理電路b)輸入、輸出信號波形集成運算放大器的應用若將反相放大器中的反饋電阻Rf用電容C代替，便構成積分運算電路，如圖所示。積分運算電路集成運算放大器的應用設電容C上初始電壓為零，當輸入階躍信號時輸出電壓波形如圖a所示，當輸入方波信號時輸出電壓波形如b所示。積分運算電路輸入、輸出波形a)輸入階躍信號b)輸入方波信號c)輸入、輸出信號實測波形集成運算放大器的應用四、微分運算電路在如圖所示電路中，當輸入脈沖電壓急劇上升時，這個瞬間的脈沖電壓幾乎全部加在電阻R上。此后，隨著電容C的充電，電阻兩端電壓(即uo)逐漸下降。當電容充足后，充電電流為零，輸出電壓也為零。當輸入脈沖降為零時，電容放電。因為放電電流的方向與充電時相反，所以輸出波形反向。集成運算放大器的應用微分電路及其波形a)原理電路b)輸入、輸出波形b)集成運算放大器的應用流過電容的電流iC與電容兩端的電壓uC之間存在微分關系，即它反映了iC在輸入脈沖突變時短時間內的變化情況。將積分運算電路中的電容C和電阻R的位置互換，便可構成微分運算電路，如圖所示。集成運算放大器的應用微分運算電路§4—3集成運放的非線性應用1.掌握理想集成運放工作在非線性區的特點。2.掌握單門限電壓比較器的組成、功能和應用。3.掌握遲滯比較器的組成、功能和應用。4.了解窗口比較器的組成和功能。學習目標集成運算放大器的應用集成運算放大器的應用一、理想集成運放工作在非線性區的特點

集成運算放大器的應用二、單門限電壓比較器

集成運算放大器的應用單門限電壓比較器a)原理電路b)UR>0時的傳輸特性曲線c)UR<0時的傳輸特性曲線d)UR=0時的傳輸特性曲線集成運算放大器的應用利用比較器可以實現波形變換，如圖所示。利用電壓比較器實現波形變換a)電壓比較器b)波形變換集成運算放大器的應用三、遲滯比較器遲滯比較器又稱施密特觸發器，它是一種雙門限電壓比較器。當uo=+Uom時，門限電壓用UP1表示，根據疊加原理可得集成運算放大器的應用遲滯比較器a)原理電路b)傳輸特性曲線

集成運算放大器的應用集成運算放大器的應用

集成運算放大器的應用四、窗口比較器能檢測出輸入電壓是否在兩個給定電壓之間窗口比較器電壓傳輸特性窗口比較器§4—4使用集成運放應注意的問題1.了解集成運放的選擇和簡易檢測方法。2.了解集成運放使用中的保護措施。學習目標集成運算放大器的應用集成運算放大器的應用一、合理選擇集成運放集成運放的主要類型及其特點和型號舉例集成運算放大器的應用選用集成運放時，應根據電路要求，從集成運放的技術指標、外形尺寸、價格等方面綜合考慮。集成運放的主要類型及其特點和型號舉例集成運算放大器的應用二、熟悉管腳集成運放引腳排列與其他常用集成電路引腳排列規律相同，均通過外形標記進行識別。集成運算放大器的應用常用集成電路引腳排列集成運算放大器的應用三、集成運放的質量檢測

集成運算放大器的應用集成運放的簡易檢測LEAPER-2型線性IC測試儀集成運算放大器的應用四、正確接線

集成運算放大器的應用五、調零為了補償由輸入失調電壓引起的誤差，需要對集成運放進行調零。集成運算放大器的應用六、保護電路1.防止電源接反保護2.輸入限幅保護防止電源接反保護電路集成運算放大器的應用輸入限幅保護a)雙端輸入保護電路b)單端輸入保護電路集成運算放大器的應用

3.輸出端保護輸出保護電路本章小結集成運算放大器的應用

集成運算放大器的應用3.理想集成運放工作于線性狀態時，凈輸入電流為零，稱為“虛斷”；凈輸入電壓也為零，稱為“虛短”。“虛斷”和“虛短”是分析集成運放運算電路的兩個基本出發點。4.集成運放有反相輸入、同相輸入和差分輸入三種輸入方式，其中反相輸入和同相輸入的比例運算放大器是各種運算電路的基礎。由集成運放組成的各種運算電路及其運算關系見表。集成運算放大器的應用由集成