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21.输入电压噪声密度(eN) 对于运算放大器，输入电压噪声可以看作是连接到任意一个输入 端的串联噪声电压源，eN通常以 nV / 根号Hz 为单位表示，定义在指 定频率。 22.输入电流噪声密度(iN) 对于运算放大器，输入电流噪声可以看作是两个噪声电流源，连 接到每个输入端和公共端，通常以 pA / 根号Hz 为单位表示，定义在 指定频率。
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电
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技
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3．低温漂型运算放大器 在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的 失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此 而设计的。目前常用的高精度、低温漂运算放大器: OP07、OP27、 AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。 5．低功耗型运算放大器 由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着 便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运 算放大器相适用。常用的运算放大器:有TL-022C、TL-060C等,其工作电 压为±2V~±18V,消耗电流为50~250μA。目前有的产品功耗已达μW级, 例如ICL7600的供电电源为1.5V,功耗为10mW,可采用单节电池供电。 6．高压大功率型运算放大器 运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中, 输出电压的最大值一般仅几十伏,输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压 或增大输出电流,集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放 大器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。例如D41集成运放 的电源电压可达±150V,μA791集成运放的输出电流可达1A。
虚断
i1 iF 虚地 uO iF Rf iF Rf Rf i1 R1 R1
为使两输入端对地直流电阻相等： R2 = R1 // R f
特点：1.为深度电压并联负反馈，Auf = Rf / R 1
2. 输入电阻较小
4.若Rf=R1
，Auf=-1
Rif = R1
3. uIC = 0，对 KCMR 的要求低 u+ = u = 0 虚地
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7.可编程控制运算放大 在仪器仪表得使用过程中都会涉及到量程得问题.为了得到固定电 压得输出,就必须改变运算放大器得放大倍数.例如:有一运算放大器得 放大倍数为10倍,输入信号为1mv时,输出电压为10mv,当输入电压为 0.1mv时,输出就只有1mv,为了得到10mv就必须改变放大倍数为100.程 控运放就是为了解决这一问题而产生得.例如PGA103A,通过控制1,2脚 的电平来改变放大的倍数.
uo f
1 2
ui R
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uo iF Rf
6.2.4 微分与积分运算
一、微分运算
u 0
R2 = Rf 微分电路输出电压: RfC1 = — 时间常数
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4.增益带宽积(GBW) 增益带宽积AOL * ƒ是一个常量，定义在开环增益随频率变化的 特性曲线中以-20dB/十倍频程滚降的区域。 5.输入偏置电流(IB) 该参数指运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流。 6.输入偏置电流温漂(TCIB) 该参数代表输入偏置电流在温度变化时产生的变化量。TCIB通常 以pA/°C为单位表示。 7.输入失调电流(IOS) 该参数是指流入两个输入端的电流之差。
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2. 同相加法运算 R2 // R3 // R4 = R1// Rf
Rf uO (1 )u R1
R3 // R4 R2 // R4 u uI1 uI2 R2 R3 // R4 R3 R2 // R4 R3 // R4 Rf R2 // R4 uO (1 )( uI1 uI2 ) R1 R2 R3 // R4 R3 R2 // R4
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6.1一般问题
1. 运放的电压传输特性：
运算放大器的两个工作区域（状态）
设：电源电压±VCC=±10V。 运放的AVO=104
│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。
AVO越大，线性区越小， 当AVO→∞时，线性区→0
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技
术 差摸输入电阻 Rid=∞ 输出电阻 R0=0
2.理想运算放大器： 开环电压放大倍数 AV0=∞ 3. 线性应用
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复习 集成电路运算放大器的线性应用
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 一般问题 基本运算电路 对数和指数运算电路 集成模拟乘法器 有源滤波电路
小结
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运算放大器
运算放大器（常简称为“运放”）是具有很 高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通 常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
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6.2.2 加法与减法运算 一、加法运算 1. 反相加法运算 iF i 1 + i2
uO uI1 uI2 Rf R1 R2
uI1 uI2 uO Rf ( ) R1 R2
R3 = R1 // R2 // Rf
若 Rf = R1= R2 则 uO = (uI1+ uI2)
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17.输入失调电压(VOS) 该参数表示使输出电压为零时需要在输入端作用的电压差。 18.输入失调电压温漂(TCVOS) 该参数指温度变化引起的输入失调电压的变化，通常以µV/°C 为单位表示。 19.输入电容(CIN) CIN表示运算放大器工作在线性区时任何一个输入端的等效电容(另一 输入端接地)。 20.输入电压范围(VIN) 该参数指运算放大器正常工作(可获得预期结果)时，所允许的输入电 压的范围，VIN通常定义在指定的电源电压下。
单位增益倒相器。用于阻抗匹配或倒相。
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拟电Biblioteka 子技术二、同相比例运算
当 R1 = ，Rf = 0 时，
u u uI
Rf uO uI uI )uI ， uO (1 R1 Rf R1
i1 iF
Auf = 1 跟随器
Rf Auf 1 R1
特点： A 1. 为深度电压串联负反馈， uf = 1 + Rf /R1 2. 输入电阻大 Rif = 3. uIC = u i ，对 KCMR 的要求高 u+ = u = uI
若 R2 = R3 = R4 ， Rf = 2R1 则 uO = uI1+ uI2
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二、减法运算
法 1：利用叠加定理
u uI2 = 0 uI1 使： O1
uI1 = 0 uI2 使：uO2 法 2：利用虚短、虚断
uO 2
uO R1 uI1 Rf u R1 Rf R1 Rf 一般 R1 = R1； Rf = Rf uI2 Rf u u R1 Rf
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8.输入失调电流温漂(TCIOS)
该参数代表输入失调电流在温度变化时产生的变化量。TCIOS通常 以pA/°C为单位表示。
9.差模输入电阻(RIN)
该参数表示输入电压的变化量与相应的输入电流变化量之比，电压 的变化导致电流的变化。在一个输入端测量时，另一输入端接固定的共 模电压。 10.输出阻抗(ZO) 该参数是指运算放大器工作在线性区时，输出端的内部等效小信号 阻抗。 11.输出电压摆幅(VO) 该参数是指输出信号不发生箝位的条件下能够达到的最大电压摆幅 的峰峰值，VO一般定义在特定的负载电阻和电源电压下。
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12.功耗(Pd) 表示器件在给定电源电压下所消耗的静态功率，Pd通常定义在空载情况下。 13.电源抑制比(PSRR) 该参数用来衡量在电源电压变化时运算放大器保持其输出不变的能力，PSRR 通常用电源电压变化时所导致的输入失调电压的变化量表示。 14.转换速率/压摆率(SR) 该参数是指输出电压的变化量与发生这个变化所需时间之比的最大值。SR通 常以V/µs为单位表示，有时也分别表示成正向变化和负向变化。 15.电源电流(ICC、IDD) 该参数是在指定电源电压下器件消耗的静态电流，这些参数通常定义在空载情 况下。 16.单位增益带宽(BW) 该参数指开环增益大于1时运算放大器的最大工作频率。
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6.2
基本运算电路
6.2.1 比例运算 6.2.2 加法与减法运算 6.2.3 微分与积分运算 6.2.4 基本运算电路应用举例
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6.2.1 比例运算 一、反相比例运算
运算放大器在线性应用 时同时存在虚短和虚断
Rif Rif
平衡电阻
i i 0 u- u 0 uo Auf ui
TLE2022CDR电路图
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运算放大器的主要技术参数 差模增益Kd: 在开环状态，输入差模信号的放大倍数 (90-100dB) 共模增益Kc:在开环状态，输入共模信号的放大倍数 (0dB以上) 输入失调电压u0s 输入失调电流I0s 差模输入电阻Rid （100k--数兆欧） 输出电阻Ro (在开环条件下，视为等效电压源的等效 动态内阻） （10--数百欧） 零点漂移（时漂） 共模抑制比: CMRR=差模增益Kd / 共模增益KC CMRR =20log