项目10 集成运算放大器电路制作与测试（课件）- 《电工电子技术与技能》同步教学（清华大学版·第2版）

项目10 集成运算放大器电路制作与测试 任务10.1 集成运算放大器的分析、制作与测试 任务10.2 拓展与训练 项目10 集成运算放大器电路制作与测试 任务10.1 集成运算放大器的分析、制作与测试 10.1.1 集成运算放大器的组成及主要参数 1.集成运算放大器 集成运算放大器简称集成运放，是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合放大器，主要由输入、中间、输出三部分组成。 项目10 集成运算放大器电路制作与测试 输入部分是差动放大电路，有同相和反相两个输入端；中间部分提供高电压放大倍数，经输出部分传到负载。补偿端外接电容器或阻容电路，以防止工作时产生自激振荡。供电电源通常接成对地为正或对地为负的形式，而以地作为输入、输出和电源的公共端。 项目10 集成运算放大器电路制作与测试 2.集成运放的主要参数 （1）共模输入电阻(RINCM) 该参数表示运算放大器工作在线性区时，输入共模电压范围与该范围内偏置电流的变化量之比。 (2)直流共模抑制(CMRDC) 该参数用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同直流信号的抑制能力。 （3）交流共模抑制(CMRAC) 项目10 集成运算放大器电路制作与测试 CMRAC用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同交流信号的抑制能力。 （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。 （4）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。 项目10 集成运算放大器电路制作与测试 （5）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。 （6）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。 项目10 集成运算放大器电路制作与测试 10.1.2 负反馈 1.反馈的概念 将一个系统的输出信号的一部分或全部以一定方式和路径送回到系统的输入端作为输入信号的一部分，这个作用过程叫——反馈。 反馈信号与输入信号极性相同或变化方向同相，则两种信号混合的结果将使放大器的净输入信号大于输出信号，这种反馈叫正反馈。 项目10 集成运算放大器电路制作与测试 反馈信号与输入信号极性相反或变化方向相反，则叠加的结果将使净输入信号减弱，这种反馈叫负反馈。如图10-3所示为反馈放大电路的一般框图。 2.直流负反馈和交流负反馈 若反馈环路内，直流分量可以流通，则该反馈环可以产生直流反馈。直流反馈主要作用于静态工作点。 项目10 集成运算放大器电路制作与测试 若反馈环路内，交流分量可以流通，则该反馈环可以产生交流反馈。交流反馈用来改善放大器的性能。 3.负反馈放大电路的组态 （1）电压反馈与电流反馈的区分 电压反馈：对交变信号而言，若基本放大器、反馈网络、负载三者在取样端是并联连接。 电流反馈：对交变信号而言，若基本放大器、反馈网络、负载三者在取样端是串联连接。 项目10 集成运算放大器电路制作与测试 电流反馈和电压反馈的判定：在确定有反馈的情况下，则不是电压反馈，就必定是电流反馈，所以只要判定是否是电压反馈或者判定是否是电流反馈即可。通常判定电压反馈较容易。如图10-4所示为电压反馈，如图10-5所示为电流反馈。 项目10 集成运算放大器电路制作与测试 （2）串联反馈和并联反馈的区别 串联反馈：对交流信号而言，信号源、基本放大器、反馈网络三者在比较端是串联连接，则称为串联反馈。 并联反馈：对交流信号而言，信号源、基本放大器、反馈网络三者在比较端是并联连接，则称为并联反馈。 项目10 集成运算放大器电路制作与测试 串联反馈和并联反馈的判定方法：对交变分量而言，若信号源的输出端和反馈网络的比较端接于同一个放大器件的同一个电极上，则为并联反馈；否则为串联反馈。如图10-6所示为串联反馈，如图10-7所示为并联反馈。 项目10 集成运算放大器电路制作与测试 （3）负反馈的4种基本类型 如图10-8所示为电压串联负反馈，如图10-9所示为电压并联负反馈， 如图10-10所示为电流并联负反馈，如图10-11所示为电流串联负反馈。 项目10 集成运算放大器电路制作与测试 （4）负反馈对放大电路性能的影响 降低放大倍数 负反馈信号与输入信号比较，使净输入信号减小，而基本放大电路的放大倍数不变，负反馈作用导致输出信号减小。因此，具有负反馈的放大电路的放大倍数比不加负反馈时要低。 提高放大倍数的稳定性 引入负反馈后，使输出信号的变化得到遏制，放大倍数趋于不变，因此提高了放