第4章 -1差动放大器与运算放大器_26803956
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1、电子技术电子技术4.1 4.1 差分放大电路差分放大电路4.2 4.2 运算放大器的结构和主要性能指标运算放大器的结构和主要性能指标4.3 4.3 线性处理器线性处理器4.4 4.4 非线性处理器非线性处理器 4.5 4.5 波形的产生波形的产生4.6 4.6 运放应用运放应用第四章第四章 集成运算放大器集成运算放大器电子技术电子技术4.1 4.1 差分放大电路差分放大电路4.1.1 4.1.1 直接耦合放大电路直接耦合放大电路+ + RC1uiR1+ECuoRC2T2T1静态静态 ：前后级前后级Q点相互影响点相互影响。三极管三极管T1截止，截止，T2饱和导通，饱和导通，有有IB1=0，UCE
2、1=UBE2=0.7V，UCE2 0，静态工作点不，静态工作点不在放大区在放大区。电子技术电子技术4.1 4.1 差分放大电路差分放大电路4.1.1 4.1.1 直接耦合放大电路直接耦合放大电路+ + RC1uiR1+ECuoRC2T2T1电路存在的问题（电路存在的问题（1） ：前后级前后级Q点相互影响。点相互影响。可以增加R2 、 RE2 从而设置合适的Q点。R2RE2电子技术电子技术+ + RC1uiR1+ECuoRC2T2T1R2RE2uotOuo缓慢变化，当缓慢变化，当ui较小时，可能较小时，可能会将信号淹没。会将信号淹没。电路存在的问题（电路存在的问题（2）：零点漂移零点漂移 (Ze
3、ro Floating)前一级的温漂将作为后一级的输入信号，使得当 ui 等于零时， uo不等于常数。4.1 4.1 差分放大电路差分放大电路电子技术电子技术4.1.2 4.1.2 基本差分放大电路基本差分放大电路1. 电路结构电路结构ui1ui2+ uo RCR1RBRCR1RB+ECT1T2特点：特点：电路电路结构左右对称，利用差分输出的方式抑制零漂结构左右对称，利用差分输出的方式抑制零漂4.1 4.1 差分放大电路差分放大电路电子技术电子技术2. 抑制零漂的原理抑制零漂的原理ui1ui2+ uo RCR1RBRCR1RB+ECT1T2uo= VC1 VC2 = 0uo= (VC1 + v
4、C1 ) (VC2 + vC2 ) = 0当 ui1 = ui2 =0 时：当温度变化时：4.1 4.1 差分放大电路差分放大电路电子技术电子技术第第4章章 集成运算放大器集成运算放大器3. 差分放大电路的主要性能参数差分放大电路的主要性能参数（1） 共模电压放大倍数共模电压放大倍数 Acui1ui2+ uo RCR1RBRCR1RB+ECT1T2uo1uo2共模输入信号：共模输入信号： ui1 = ui2 = uc （大小相等，极性相同）相等，极性相同）理想情况：理想情况：ui1 = ui2 uC1 = uC2 uo= 0 但因两侧不完全对称，但因两侧不完全对称， uo 04.1 4.1 差
5、分放大电路差分放大电路（2）差模电压放大倍数）差模电压放大倍数Ad差模输入信号：差模输入信号： ui1 = ui2 =ud （大小相等，极性相反）（大小相等，极性相反）设vC1 =VC1 +vC1 ，则 vC2 =VC2 +vC2 =VC1 vC1 uo= uo1uo2= vC1vC2= 2vC1 （即： 2uo1） ui1ui2+ uo RCR1RBRCR1RB+ECT1T2uo1uo2差模电压放大倍数：差模电压放大倍数：差模电压放大倍数等于差模电压放大倍数等于单边电压放大倍数。单边电压放大倍数。电子技术电子技术（3）共模抑制比的定义）共模抑制比的定义例：例：已知已知Ad= 200，Ac=0
6、.1，则，则：（Common Mode Rejection Ratio， CMRR）cdCMRRAAK）（单位：dBlg20cdCMRRAAKdB)(661 . 0200lg20CMRRK4.1 4.1 差分放大电路差分放大电路电子技术电子技术ui1ui2+ uo RCR1RBRCR1RB+ECT1T2基本型差分放大器基本型差分放大器4.1.3 双电源长尾式差放双电源长尾式差放基本型差分放大器基本型差分放大器的静态工作点仍然的静态工作点仍然不够稳定。不够稳定。加射极电阻稳定静态工作点加射极电阻稳定静态工作点 双电源长尾式差放双电源长尾式差放4.1 4.1 差分放大电路差分放大电路电子技术电子技
7、术1 电路结构电路结构特点：特点：加入射极电阻加入射极电阻RE ，采用采用正负双电源供电。正负双电源供电。调零电位器调零电位器保证左右对称性保证左右对称性ui1ui2+ uo RCRBRCRB+UCCT1T2REUEE双电源的作用：（1）在采用单端输出时，可使基极的静态电位设置为0。（2）使信号变化幅度加大。4.1 4.1 差分放大电路差分放大电路2 静态分析静态分析 （1） 分析分析RE的作用的作用 设设ui1 = ui2 = 0温度温度T IC1, IC2 VE UBE1 , UBE2 IB1 , IB2 IE 2IC1 IC1, IC2 IC1IC2IB1IEui1ui2+ uo RCR
8、BRCRB+UCCT1T2REUEEIB2自动稳定自动稳定RE 具有强负反馈作用具有强负反馈作用 稳定静态工作点，抑制温度稳定静态工作点，抑制温度漂移。漂移。电子技术电子技术（2） Q点的计算点的计算IC1IC2IB1IEui1ui2+ uo RCRBRCRB+UCCT1T2REUEEIB2直流通路IC1= IC2= IB1 VC1=VC2=VCCICRC VE=IB1RBUBE1 UCE1=UCE2 =VC1VE1ERRUUI)1 (2B1BEEEB10EBE1B1B1EEEURIURI4.1 4.1 差分放大电路差分放大电路电子技术电子技术第第4章章 集成运算放大器集成运算放大器3 动态分
9、析动态分析（1） 输入信号的分解输入信号的分解差模分量差模分量2i2i1duuu共模分量共模分量2i2i1cuuu差分放大器的输入信号ui1、 ui2 ，可以分解为共模分量和差模分量。即:ui1 = uc + ud ；ui2 = uc ud例：若 ui1 = 20 mV , ui2 = 10 mV。则 ud = 5mV , uc = 15mV 4.1 4.1 差分放大电路差分放大电路（2） 对差模信号的动态分析对差模信号的动态分析dii121uuudii221uuu 如何将需放大的信号转成差模信号输入？如何将需放大的信号转成差模信号输入？RRui1ui2+ uod RCRBRCRB+UCCT1
10、T2REUEE+ ui均压器均压器 RE 对差模信号作用对差模信号作用 ui ui1 ui2 ib1 , ic1 ib2 , ic2 ic1 = ic2iRE = ie1+ ie2 = 0uRE = 0iB2RRui1ui2+ uod RCRBRCRB+UCCT1T2REUEE+ uiiB1iC2iC1iRERE对差模信号对差模信号不不起起作用作用 差模电压差模电压放大倍数放大倍数差模信号通路差模信号通路ib2R+ uod RCRBRCRBT1T2+ui1 ib1ic2ic1+ui2 R+uod1 +uod2 RL1dod1i2i1odd22AuuuuuAui1 = ui2 =udbe1BL1
11、C)|(rRRR单边微变等效电路单边微变等效电路ib1+uod1 RBb1ec1RC ib1+ui1 rbe1RL1RL中点电位为中点电位为0，RL1=0.5RLbe1BLCd1d)5 . 0|(rRRRAA电子技术电子技术 输入电阻ri R+ uo RCRBRCRBT1T2R+uod1 +uod2 RL)(|2Bbe1iRrRr4.1 4.1 差分放大电路差分放大电路电子技术电子技术 输出电阻RCRBRCRBT1T2 roro = 2RC4.1 4.1 差分放大电路差分放大电路（3） 对共模信号的动态分析对共模信号的动态分析+uoc1 iB2ucuc+ uoc RCRBRCRB+UCCT1T
