第2章集成运算放大电路第三节集成运算放大器

2.3.1集成运算放大器的基础知识1．集成运放的组成和电路符号集成运放电路主要由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四部分组成，如图所示。2.3集成运算放大器②反相输入端：输入信号在该端输入时，输出信号与输入信号相位相反。①同相输入端：输入信号在该端输入时，输出信号与输入信号相位相同。2.3集成运算放大器新标准旧标准（1）开环差模电压放大倍数AVO2．集成运放的主要参数无反馈时集成运放的放大倍数。2.3集成运算放大器（2）共模抑制比KCMR开环情况下，差模放大倍数AVD与共模放大倍数AVC之比，KCMR越大，运放对零漂的抑制能力越强。3．理想集成运放理想运放的条件：（1）开环电压放大倍数DVA（2）输入电阻=；ir（3）输出电阻0or（4）共模抑制比=；CMRK结论：①理想运放的两输入端电位差趋于零。②理想运放的输入电流趋于零。2.3集成运算放大器=；1．反相比例运算放大器（1）电路结构反相比例运算放大器电路及其等效电路如图所示。Rf引入电压负反馈。2.3.2集成运算放大器构成的基本运算电路2.3集成运算放大器（2）闭环放大倍数FVA1fIOFRRvvAV只取决于外接反馈电阻（3）结论：反相输入比例运算电路的闭环放大倍数FVAfR1R之比，与集成运放本身参数无关；输出电压与输入电压成比例关系，相与输入端电阻2.3集成运算放大器位相反。虚短：N、P两点电位相同，相当于短路，但内部并未短路，称为“虚假短路”。虚地：N端称“虚地”。并非真正“接地”。是反相输入运放的一个重要特点。2.3集成运算放大器2．同相比例运算放大器（1）电路结构相比例运算放大器电路如图所示。2.3集成运算放大器（3）结论：同相输入比例运算电路的放大倍数与无关，只取决于VA与fR的比值；输出电压与输入电压同相且成比例关系。1R（2）闭环放大倍数AVF2.3集成运算放大器1f1f1IOF1)(RRRRRvvAV1．运算电路2.3.3集成运算放大构成的应用电路（1）加法运算电路（加法器）①电路组成2.3集成运算放大器②加法运算关系在虚地点N，因整理可得0Ii所以有nnRvRvRvRvRvI33I22I1I1fO若取RRRRRn321，则)(II3I2I1fOnvvvvRRv若取fR=R，则)(II3I2I1Onvvvvv③结论：电路的输出电压等于各输入电压之和，完成了加法运算。2.3集成运算放大器niiiii321F减法运算电路是一个既有反相输入信号又有同相输入信号的双端输入的运算放大器电路。（2）减法运算电路（减法器）①电路组成2.3集成运算放大器为使电路平衡，选择21RR'RR2f，得②减法运算关系)(I1I21fOvvRRv2.3集成运算放大器③结论：输出电压正比于两个输入电压之差，该电路完成了减法运算。集成运放构成反相器和电压跟随器2.3集成运算放大器2．信号转换电路①电路组成为输入端电阻；1R为负载电阻；LR为平衡电阻。2R②信号转换原理输入电路中，1I1LRvii，负载电流与输入电压成正比。保持输入电压Iv恒定，则输出电流Li也就稳定不变。2.3集成运算放大器（1）电压/电流转换器同相输入式电压/电流转换器电路如图所示。由有电路如图所示。输出电压与输入电流成正比，如果输入电流恒定，只要阻值稳定，则输出电压也是恒定的。（2）电流/电压转换器2.3集成运算放大器1Fiif1fFoRiRiv1C、2C为隔直电容，其容量足够大，近似交流短路。（3）交流耦合放大器反相交流耦合放大器如图（a）所示。同相交流耦合放大器如图（b）所示。2.3集成运算放大器2.3集成运算放大器用途：由集成运放构成的交流耦合放大器，在音频范围内有着广泛的用途。特点：这种放大器的直流工作点非常稳定，放大器的增益取决于元件的参数，反相交流放大器的放大倍数为；同相交流放大器的放大倍数为。RRAVfFRRAVfF1（4）集成运放正弦波振荡器用集成运放可组成性能优良的正弦波振荡器。图示为RC文氏电桥振荡器。2.3集成运算放大器（1）电源极性接反的保护2.3.4集成运算放大器使用常识2.3集成运算放大器保护原理：利用二极管的单向导电性，当电源极性正确时，它正常导通；一旦电源极性接反，二极管反偏截止，电源不通，保护了运放。如图所示。主要用于高电源电压的场合。无论输入信号的极性是正是负只要超过二极管导通电压，则VD1或VD2中就会有一个导通，导通压降为0.7V，从而限制了输入信号的幅度，起到了保护作用。2.3集成运算放大器（2）输入保护保护电路如图所示。（3）输出保护若输出端出现过高电压，集成运放输出端电压将受到稳压管稳压值的限制，将其稳定在安全范围内。2.3集成运算放大器保护电路如图所示。