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§6、1 集成运放的应用基础 §6、2 运
算电路(第三页) |
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这一节我们主要学习理想运放的线性运用和非线性应用的条件及其分析方法。 | ||||||||
一:低频等效电路 | ||||||||
在电路中集成运放作为一个完整的独立的器件来对待。于是在分析、计算时我们用等效电路来代替集成运放。 |
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右图所示为集成运放的符号,它有两个输入端和一个输出端。 |
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二:理想集成运放 |
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一般我们是把集成运放视为理想的(将集成运放的各项技术指标理想化)
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三:集成运放工作在线性区的特性 |
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当集成运放工作在线性放大区时的条件是: (1) (2) |
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四:集成运放工作在非线性工作区 |
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当集成运放工作在非线性区时的条件是:集成运放在非线性工作区内一般是开环运用或加正反馈。它的输入输出关系是: |
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集成运放工作在不同区域时,近似条件不同,我们在分析集成运放时,应先判断它工作在什麽区域,然后再用上述公式对集成运放进行分析、计算。 |
§6、2 运算电路(第一页) |
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这一节我们学习对信号进行比例、加、减、乘、除等运算的电路。此时集成运放工作在线性区。 | |
一:比例运算电路 | |
定义:将输入信号按比例放大的电路,称为比例运算电路。 |
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(1)反向比例电路 | |
输入信号加入反相输入端,电路如图(1)所示: | |
输出特性:因为:, |
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从上式我们可以看出:Uo与Ui是比例关系,改变比例系数,即可改变Uo的数值。负号表示输出电压与输入电压极性相反。 | |
反向比例电路的特点: |
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输入信号加入同相输入端,电路如图(2)所示: |
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所以: 同相比例电路的特点: |
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(1)输入电阻高;(2)由于(电路的共模输入信号高),因此集成运放的共模抑制比要求高 |
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(3)差动比例电路 |
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输入信号分别加之反相输入端和同相输入端,电路图如图(3)所示: |
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由此我们可以看出它实际完成的是:对输入两信号的差运算。 |
§6、2 运算电路(第二页) |
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二:和、差电路 | |
(1)反相求和电路 | |
它的电路图如图(1)所示:(输入端的个数可根据需要进行调整)其中电阻R'为: |
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它的输出电压与输入电压的关系为: 它可以模拟方程:。它的特点与反相比例电路相同。它可十分方便的某一电路的输入电阻,来改变电路的比例关系,而不影响其它路的比例关系。 |
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(2)同相求和电路 | |
它的电路图如图(2)所示:(输入端的个数可根据需要进行调整) |
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它的输出电压与输入电压的关系为:。它的调节不如反相求和电路,而且它的共模输入信号大,因此它的应用不很广泛。 | |
(3)和差电路 | |
它的电路图如图(3)所示: |
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它的输入输出电压的关系是:。 |
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它的输入输出电压的关系是: |
三:积分电路和微分电路 | |
(1)积分电路 |
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它的输入、输出电压的关系为:其中:表示电容两端的初始电压值. | |
如果电路输入的电压波形是方形,则产生三角波形输出。 | |
(2)微分电路 |
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它的输入、输出电压的关系为: |
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四:对数和指数运算电路 | |
(1)对数运算电路 |
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它的输入、输出电压的关系为:(也可以用三级管代替二极管) | |
(2)指数运算电路 |
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它的输入、输出电压的关系为: |
这一节我们来学习关于滤波电路和电压比较器的一些知识 | ||
一:滤波电路的基础知识 | ||
滤波电路的作用:允许规定范围内的信号通过;而使规定范围之外的信号不能通过。 |
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二:有源滤波电路 |
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它的幅频特性如图(2)所示: |
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其中:Aup为通带电压放大被数,;通带截止角频率 | ||
对于低有源滤波电路,我们可以通过改变电阻Rf和R1的阻值来调节通带电压的放大被数。 | ||
(2)高通滤波电路 |
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同样我们可以得到它的幅频特定如图(4)所示: |
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其中:(通带电压放大被数);(通带截止角频率) | ||
(3)带通滤波电路和带阻滤波电路 |
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§6、3 有源滤波电路和电压比较器(第二页) |
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这一页我们来学习电压比较器的一些知识 | ||
一:电压比较器的基础知识
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二:简单电压比较器 |
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下面我们对它们进行分析一下(只对图(1)所示的电路进行分析) |
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定义:阈值电压:我们将比较器的输出电压从一个电平跳变到另一个电平时对应的输入电压的值。它还被称为门限电压。简称为:阈值。用符号UTH表示。
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简单的电压比较器结构简单,灵敏多高,但是抗干能力差,因此我们就要对它进行改进。改进后的电压比较器有:滞回比较器和窗口比较器。在此对它们不作要求。 |
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我们前面学习的比较器都是用集成运放构成的,它存在着一定的缺点。我们一般用集成电压比较器来代替它。集成电压比较器的固有特点是: |
§6、4 总结 |
一:总结 |
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