Rf R2
3,
Rf R1
2
所以选Rf=300kΩ，R2=100kΩ，R1=150kΩ。 实际电路中，为了消除输入偏流IIB产生的误差，在同
相 输 入 端 和 地 之 间 接 入 一 直 流 平 衡 电 阻 Rp ， 并 令
Rp=R1‖R2‖Rf=50kΩ，如图7—2所示。
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7—1—2相减器(差动放大器Differential Amplifier)
R1 ui2 － ＋ R1 ui2 ui1 － ＋ uo R3 R3 uo2
(分解) R 2
R4
R2
R1 －
ui1 ＋ R2
R4
R3 uo1
图7—4 相减器电路
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输 入 级 中 间 级 输 出 级
Ui
Uo
电流源电路
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集成运放知识回顾
UCC _ uid=u--u+ + -UEE Au uo
线性区
uo
UOH
uid
Aud越大，运放的线性范围越小。 UOL 若UOH = -UOL=12V，Aud=105，uid在 什么范围内，运放工作在线性区间? 答:|ui|< 0.12mV时，运放处于线性区。
2.理想运放工作在非线性(nonlinear)状态时的特性
(1)“离散”特性 uo=UOH或UOL (2)“虚断”特性
非线性区
uo
UOH
uid
非线性区
UOL
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7—1 集成运算放大器在基本运算中的应用 7—1—1 相加器(Adder)
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例2 利用相减电路可构成“称重放大器”。图 7—5给出称重放大器的示意图。图中压力传感器 是由应变片构成的惠斯顿电桥，当压力(重量)为 零时， Rx=R ，电桥处于平衡状态， ui1=ui2, 相减
器输出为零。而当有重量时，压敏电阻Rx随着压
力变化而变化，从此电桥失去平衡，ui1 ≠ ui2,相 减器输出电压与重量有一定的关系式。试问，输 出电压uo与重量(体现在Rx变化上)有何关系。
所以
－ ＋
uo
u u
uu+
i
集成运放符号
零子
(2)“虚断”特性(virtual open circuit) uid 0 由 于i i Rid
所以 i i 0
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任意子
uo
集成运放理想模型
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集成运放的工作区域
uo
通常为了保证运放工作在线 性区间，引入深度负反馈。 为保证运放工作在非线性 区，运放开环工作或引入 正反馈！
线性区
UOH
uid
UOL
运放工作在不同的区间，有不同的特点，因此分析 集成运放首先应判断其工作区间。
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第7章 模拟集成电路系统 (Analog Integrated Circuit System)
集成运放(Integrated Operational Amplifier)在信号的运算、
处理和产生等方面得到广泛的应用。
二、电压比较器的开环应用——简单比较器 三、迟滞比较器——施密特触发器
7—4—3 窗口比较器
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第7章 模拟集成电路系统 (Analog Integrated Circuit System)
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集成运放(Integrated Operational Amplifier)在信号的运算、
处理和产生等方面得到广泛的应用。
如正弦波振荡器、多谐振荡器等
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集成运放知识回顾 集成运放由哪些单元电路构成？传输特性如何？
R'x ui2 ui1 R'
R1
_ + uo
,则 R1 R, R1 Rx 若保证
R1 R2
R2 uo (ui1 ui2 ) R1
点击此处放大
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R2 1 Rx R2 R Rx Er ( ) ( ) Er R1 2 R Rx 2 R1 R Rx
＝ ＝ ＝
Rf
i3 ∑
uo
R2 R3 如何满足输入电阻阻值要求？
Rf Rf Rf uo if Rf ui1 ui2 ui3 R1 R2 R3
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解 为满足输入电阻均≥100kΩ，选R2=100kΩ， 针对
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二、同相相加器(In-Phase Adder)
1.电路结构及分析方法
R3 // R2 R3 // R1 u ui1 ui2 R1 R3 // R2 R2 R3 // R1 u i1 R u uo uf u i2 R Rf
R － R1 ＋
Rf
uo
R2
R3 // R2 R3 // R1 Rf uo (1 )( ui1 ui2 ) R R1 R3 // R2 R2 R3 // R1
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u i1
R1 1 50 k R2 1 00 k
Rf 3 00 k
u i2
－ Rp ＋ 5 0k
图7—2 满足例1要求的反相相加器电路
uo
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补充例1 A/D变换器要求其输入电压的幅度为0 ~ +5V， 现有信号变化范围为-5V~+5V。试设计一电平抬高电 路，将其变化范围变为0~+5V。 uI
电平抬高电路
uO
A/D
计算机
+5V
+5V +2.5V
-5V
uO = 0.5uI+2.5V
第7章 模拟集成电路系统
一、理想运算放大器概念 二、理想运算放大器特性 1.理想运放工作在线性状态时的特性 2.理想运放工作在非线性状态时的特性 7—1 集成运算放大器在基本运算中的应用 7—1—1 相加器 一、反相相加器
二、同相相加器
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R3
当R1=R2时
图7—3 同相相加器电路
R3 // R1 Rf uo (1 )( )( ui1 ui2 ) R R2 R3 // R1
2.电路缺点 各信号源支路互不独立; 有共模信号输入
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uO =0.5uI +2.5V =0.5 (uI +5)V
uI
+5V 20k 20k 10k _ + 5k 20k
20k
_ +
uO1 10k
uO
20 10 uO1 ( uI 5) 0.5( uI 5) uO uO1 0.5( uI 5) 20 20
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激励源
压力传感器
相减放大器 R1 R2 _ + R2 uo
R Er R
R Rx
Er u Rx E ui1 i2 r R Rx 2
R R 2
R // Rx Rx
R1
压敏电阻
uo
R2
R2 R2 R2 ui2 (1 )ui1 R1 Rx R2 R1 R R1 Rx
R4
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R1 －
ui1 ＋ R2
R3 uo1
R3 uo1 (1 )u R1 R3 R4 (1 )( )ui1 R1 R2 R4
R4
R1 ui2
－
＋ R2 R4
R3 uo2
R3 uo2 ui2 R1
uo uo1 uo2
R3 R3 R4 (1 )( )ui1 ui2 R1 R2 R4 R1
11
比
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∞
频带宽度
模拟电子技术 -3dB (analog electronic technology)
BW
二、理想运算放大器特性
1.理想运放工作在线性(linear)状态时的特性
(1)“虚短”特性(virtual short circuit) i uuo 0 由于 uid u u u+ Aud