§5、1 差动放大电路(第三页)
这一页我们来学习另一种差动放大电路和差动放大电路的四种接法
一:恒流源差动放大电路
我们知道长尾式差动电路,由于接入Re,提高了共模信号的抑制能力,且Re越大,抑制能力越强,但Re增大,使得Re上的直流压降增大,要使管子能正常工作,必须提高UEE的值,这样做是很不划算的。因此我们用恒流源代替Re,它的电路图如右图所示:
恒流源差动放大电路的指标运算,与长尾式完全一样,只需用ro3代替Re即可
二:差动放大电路的四种接法
差动放大电路有两个输入端和两个输出端,因此信号的输入、输出方式有四种情况。
(1)双端输入、双端输出
(2)双端输入、单端输出
(3)单端输入、双端输出
(4)单端输入、双端输出
三:总结
由以上我们可以看出:差动放大电路电压放大倍数仅与输出形式有关,只要是双端输出,它的差模电压放大倍数与单管基本的放大电路相同;如为单端输出,它的差模电压放大倍数是单管基本电压放大倍数的一半,输入电阻都相同。
下一节
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§5、2 集成运算放大器
集成运放是一种高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合放大电路
一:集成运放的组成
它有四部分组成:1、偏置电路; 2、输入级:为了抑制零漂,采用差动放大电路
3、中间级:为了提高放大倍数,一般采用有源负载的共射放大电路。 4、输出级:为了提高电路驱动负载的能力,一般采用互补对称输出级电路 二:集成运放的性能指标(扼要介绍) 1、开环差模电压放大倍数 Aod
它是指集成运放在无外加反馈回路的情况下的差模电压的放大倍数。 2、最大输出电压 Uop-p
它是指一定电压下,集成运放的最大不失真输出电压的峰--峰值。 3、差模输入电阻rid
它的大小反映了集成运放输入端向差模输入信号源索取电流的大小。要求它愈大愈好。
4、输出电阻 rO
它的大小反映了集成运放在小信号输出时的负载能力。 5、共模抑制比 CMRR
它放映了集成运放对共模输入信号的抑制能力,其定义同差动放大电路。CMRR越大越好。
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§6、2 运算电路(第一页)
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。
分类:反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。(按输入信号加入不同的输入端分)
比例放大电路是集成运算放大电路的三种主要放大形式 (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:
,
所以:
从上式我们可以看出:Uo与Ui是比例关系,改变比例系数的数值。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:
,即可改变Uo
(1)反向比例电路由于存在"虚地",因此它的共模输入电压为零.即:它对集成运放的共模抑制比要求低
(2)输入电阻低:ri=R1.因此对输入信号的负载能力有一定的要求. (2)同相比例电路
输入信号加入同相输入端,电路如图(2)所示: 输出特性:因为:
(虚短但不是虚地);
;
所以:
改变Rf/R1即可改变Uo的值,输入、输出电压的极性相同
同相比例电路的特点: (1)输入电阻高;(2)由于放的共模抑制比要求高 (3)差动比例电路
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:
(电路的共模输入信号高),因此集成运
它的输出电压为:
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。
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§6、2 运算电路(第二页)
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:
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。 (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)
它的输出电压与输入电压的关系为:(3)和差电路
它的电路图如图(3)所示: 此电路的功能是对Ui1、Ui2进行反相求和,对Ui3、Ui4进行同相求和,然后进行的叠加即得和差结
。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。
果。
它的输入输出电压的关系是:。
由于该电路用一只集成运放,它的电阻计算和电路调整均不方便,因此我们常用二级集成运放组成和差电路。它的电路图如图(4)所示 它的输入输出电压的关系是:
它的后级对前级没有影响(采用的是理想的集成运放),它的计算十分方便。
§6、2 运算电路(第三页)
三:积分电路和微分电路 (1)积分电路
它可实现积分运算及产生三角波形等。积分运算是:输出电压与输入电压呈积分关系。它的电路图如图(1)所示:它是利用电容的充放电来实现积分运算
它的输入、输出电压的关系为:两端的初始电压值.
其中:表示电容
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
微分是积分的逆运算,它的输出电压与输入电压呈微分关系。电路图如图(2)所示:
它的输入、输出电压的关系为:
四:对数和指数运算电路 (1)对数运算电路
对数运算电路就是是输出电压与输入电压呈对数函数。我们把反相比例电路中Rf用二极管或三级管代替级组成了对数运算电路。电路图如图(3)所示:
它的输入、输出电压的关系为:(2)指数运算电路
指数运算电路是对数运算的逆运算,将指数运算电路的二极管(三级管)与电阻R对换即可。
(也可以用三级管代替二极管)
电路图如(4)所示
它的输入、输出电压的关系为:
利用对数和指数运算以及比例,和差运算电路,可组成乘法或除法运算电路和其它非线性运算电路
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。
滤波电路的分类:(按工作频率的不同)
低通滤波器:允许低频率的信号通过,将高频信号衰减。 高通滤波器:允许高频信号通过,将低频信号衰减。
带通滤波器:允许一定频带范围内的信号通过,将此频带外的信号衰减。
带阻滤波器:阻止某一频带范围内的信号通过,而允许此频带以外的信号衰减。
我们在电路分析课程中已学习了,利用电阻、电容等无源器件构成的滤波电路,但它有很大的缺陷如:电路增益小;驱动负载能力差等。为此我们要学习有源滤波电路。 二:有源滤波电路 (1)低通滤波电路
它的电路图如图(1)所示:(我们以无源滤波网络RC接至集成运放的同相输入端为例)
它的幅频特性如图(2)所示:
它的传输函数为:
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
它的电路图如图(3)所示:(我们以无源滤波网络接至集成运放的反相输入端为例)
同样我们可以得到它的幅频特定如图(4)所示:
它的传输函数
为:
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
将低通滤波电路和高通滤波电路进行不同组合,即可的获得带通滤波电路和带阻滤波电路,它们的电路图分别为:如图(5)所示带通滤波电路;如图(6)所示带阻滤波电路:
§5、1 差动放大电路(第三页)
这一页我们来学习另一种差动放大电路和差动放大电路的四种接法
一:恒流源差动放大电路
我们知道长尾式差动电路,由于接入Re,提高了共模信号的抑制能力,且Re越大,抑制能力越强,但Re增大,使得Re上的直流压降增大,要使管子能正常工作,必须提高UEE的值,这样做是很不划算的。因此我们用恒流源代替Re,它的电路图如右图所示:
恒流源差动放大电路的指标运算,与长尾式完全一样,只需用ro3代替Re即可
二:差动放大电路的四种接法
差动放大电路有两个输入端和两个输出端,因此信号的输入、输出方式有四种情况。
(1)双端输入、双端输出
(2)双端输入、单端输出
(3)单端输入、双端输出
(4)单端输入、双端输出
三:总结
由以上我们可以看出:差动放大电路电压放大倍数仅与输出形式有关,只要是双端输出,它的差模电压放大倍数与单管基本的放大电路相同;如为单端输出,它的差模电压放大倍数是单管基本电压放大倍数的一半,输入电阻都相同。
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§5、2 集成运算放大器
集成运放是一种高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合放大电路
一:集成运放的组成
它有四部分组成:1、偏置电路; 2、输入级:为了抑制零漂,采用差动放大电路
3、中间级:为了提高放大倍数,一般采用有源负载的共射放大电路。 4、输出级:为了提高电路驱动负载的能力,一般采用互补对称输出级电路 二:集成运放的性能指标(扼要介绍) 1、开环差模电压放大倍数 Aod
它是指集成运放在无外加反馈回路的情况下的差模电压的放大倍数。 2、最大输出电压 Uop-p
它是指一定电压下,集成运放的最大不失真输出电压的峰--峰值。 3、差模输入电阻rid
它的大小反映了集成运放输入端向差模输入信号源索取电流的大小。要求它愈大愈好。
4、输出电阻 rO
它的大小反映了集成运放在小信号输出时的负载能力。 5、共模抑制比 CMRR
它放映了集成运放对共模输入信号的抑制能力,其定义同差动放大电路。CMRR越大越好。
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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。
分类:反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。(按输入信号加入不同的输入端分)
比例放大电路是集成运算放大电路的三种主要放大形式 (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:
,
所以:
从上式我们可以看出:Uo与Ui是比例关系,改变比例系数的数值。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:
,即可改变Uo
(1)反向比例电路由于存在"虚地",因此它的共模输入电压为零.即:它对集成运放的共模抑制比要求低
(2)输入电阻低:ri=R1.因此对输入信号的负载能力有一定的要求. (2)同相比例电路
输入信号加入同相输入端,电路如图(2)所示: 输出特性:因为:
(虚短但不是虚地);
;
所以:
改变Rf/R1即可改变Uo的值,输入、输出电压的极性相同
同相比例电路的特点: (1)输入电阻高;(2)由于放的共模抑制比要求高 (3)差动比例电路
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:
(电路的共模输入信号高),因此集成运
它的输出电压为:
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。
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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:
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。 (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)
它的输出电压与输入电压的关系为:(3)和差电路
它的电路图如图(3)所示: 此电路的功能是对Ui1、Ui2进行反相求和,对Ui3、Ui4进行同相求和,然后进行的叠加即得和差结
。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。
果。
它的输入输出电压的关系是:。
由于该电路用一只集成运放,它的电阻计算和电路调整均不方便,因此我们常用二级集成运放组成和差电路。它的电路图如图(4)所示 它的输入输出电压的关系是:
它的后级对前级没有影响(采用的是理想的集成运放),它的计算十分方便。
§6、2 运算电路(第三页)
三:积分电路和微分电路 (1)积分电路
它可实现积分运算及产生三角波形等。积分运算是:输出电压与输入电压呈积分关系。它的电路图如图(1)所示:它是利用电容的充放电来实现积分运算
它的输入、输出电压的关系为:两端的初始电压值.
其中:表示电容
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
微分是积分的逆运算,它的输出电压与输入电压呈微分关系。电路图如图(2)所示:
它的输入、输出电压的关系为:
四:对数和指数运算电路 (1)对数运算电路
对数运算电路就是是输出电压与输入电压呈对数函数。我们把反相比例电路中Rf用二极管或三级管代替级组成了对数运算电路。电路图如图(3)所示:
它的输入、输出电压的关系为:(2)指数运算电路
指数运算电路是对数运算的逆运算,将指数运算电路的二极管(三级管)与电阻R对换即可。
(也可以用三级管代替二极管)
电路图如(4)所示
它的输入、输出电压的关系为:
利用对数和指数运算以及比例,和差运算电路,可组成乘法或除法运算电路和其它非线性运算电路
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。
滤波电路的分类:(按工作频率的不同)
低通滤波器:允许低频率的信号通过,将高频信号衰减。 高通滤波器:允许高频信号通过,将低频信号衰减。
带通滤波器:允许一定频带范围内的信号通过,将此频带外的信号衰减。
带阻滤波器:阻止某一频带范围内的信号通过,而允许此频带以外的信号衰减。
我们在电路分析课程中已学习了,利用电阻、电容等无源器件构成的滤波电路,但它有很大的缺陷如:电路增益小;驱动负载能力差等。为此我们要学习有源滤波电路。 二:有源滤波电路 (1)低通滤波电路
它的电路图如图(1)所示:(我们以无源滤波网络RC接至集成运放的同相输入端为例)
它的幅频特性如图(2)所示:
它的传输函数为:
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
它的电路图如图(3)所示:(我们以无源滤波网络接至集成运放的反相输入端为例)
同样我们可以得到它的幅频特定如图(4)所示:
它的传输函数
为:
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
将低通滤波电路和高通滤波电路进行不同组合,即可的获得带通滤波电路和带阻滤波电路,它们的电路图分别为:如图(5)所示带通滤波电路;如图(6)所示带阻滤波电路: