直接耦合放大电路和集成运算放大器.pptVIP

1） 运放同相输入端与反相输入端对地电压相等（“虚短”特点）。  当集成运放工作在线性区时，作为一个线性放大元件， 它的输出信号和输入信号应满足以下关系:   Uo=Aod(UA′-UA) UA′-UA= (9- 4)  因为理想运放 Aod=∞，当 Uo等于某一有限电压值时，由式（9 - 4）得 UA′-UA=0 即 UA=UA′ (9 -5)  当前第31页\共有82页\编于星期日\9点  （2）理想运放两个输入端的电流都等于零（ “虚断”特点）。  因为理想运放的 rid=∞，所以在输入端的A点或A′点没有电流流入运放，即 IA=IA′=0 (9- 6) 式（9- 5）和式（9 -6）表达了理想运放工作在线性区的“虚短”或“虚断”特点，大大简化了运放应用电路的分析过程。 2. 非线性区 若集成运放处于开环工作状态（即没有外接深度负反馈电路），情况又如何呢？ 我们知道，集成运放的 Aod很大，以集成运放F007为例，Aod=105 ， 最大输出电压: 当前第32页\共有82页\编于星期日\9点 Upp =Uom=±10 V； 当该运放在线性区工作时，其允 许的差模输入电压 Uid=UA′-UA= 集成运放F007的输入电阻 rid = 2MΩ，此时输入电流 IA′= =0.05×10-9A=0.05nA 若输入端的电压变化量超过0.1mV，运放的输出电压立即超出线性放大范围，到正向饱和电压 +Uom或负向饱和电压-Uom。  由上例可知，当集成运放的工作范围超出线性区时，输出电压Uo和输入电压UA′－UA之间将不再满足式（9- 4）表示的关系，即 当前第33页\共有82页\编于星期日\9点 Uo≠Aod(UA′-UA)  根据以上分析，理想运放工作在非线性区时，有如下特点：  （1）输出电压Uo只有两种可能状态，即正饱和电压 +Uom或负饱和电压 -Uom，而且两输入端对地电压不一定相等，即UA′≠UA。 当输入电压 UA′＞UA时， Uo=+Uom (9 -7) 当输入电压 UA′＜UA时，Uo=-Uom (9 -8) 而且，UA′=UA的点是两种状态的转换点。  （2） 运放的输入电流等于零。 由于理想运放的 rid=∞，因而虽然UA′≠UA，但输入电流仍然为零。 当前第34页\共有82页\编于星期日\9点 图 9 –11 运放工作在非线性区时的输入输出特性 集成运放工作在非线性区时的输入输出特性如图 9 -11 所示。 总之，分析运放的应用电路时，首先将集成运放当成理想运放，以便简化分析过程。然后判断集成运放是否工作在线性区。在此基础上根据以上运放的线性或非线性特点，分析电路的工作过程。 当前第35页\共有82页\编于星期日\9点 9.5 集成运放在信号运算方面的应用 用集成运放对模拟信号进行运算，就是要求输出信号反映出输入信号的某种运算结果。由此可以想到，输出电压将在一定范围内变化，而不能只有 -Uom和 ＋Uom两种状态。因此， 集成运放必须工作在线性区。  为了保证集成运放工作在线性区而不进入非线性区，在随后将要介绍的电路中，都引入了深度负反馈。将放大器的输出量(电压或电流)的部分或全部反方向送回到放大器的输入端， 这种反方向传输信号的过程叫反馈。 若引入的反馈信号使输入信号减小，这种反馈叫负反馈。 用集成运放对模拟信号实现的基本运算有比例、求和、 积分、微分、对数、乘法等等，我们只简单介绍其中几种。 当前第36页\共有82页\编于星期日\9点