集成运算放大器理论分析与设计 集成电路, 放大器, 文章

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集成运算放大器理论分析与设计 更新于2012-04-19 04:09:42 文章出处:互联网
集成运算放大器 理论分析 设计


集成电路按功能划分，可分为数字和模拟两大类。模拟集成电路用于模拟信号的产生和处理，其种类繁多，包括集成运算放大器、集成模拟乘法器、集成锁相环、集成功率放大器、集成稳压电源、集成宽带放大器、集成数模和模数转换电路等。其中集成运放是技术功能的通用性最大、应用最广泛、以展最快、品种与数量最多的一种线性集成电路。

集成运放裨上是一种高增益直流放大、直流放大器既能放大变化极其缓慢的直流信号，下限频率可到零；又能放大交流信号，上限频率与普通放大器一样，受限于电路中的电容或电感等电抗性元器件。集成运放和外部反馈网络相配置后，能够在它的输出和输入之间建立起种种特定的函数关系，故而称它为“运算”放大器。


分析处于线性放大状态的理想和实际运算放大器的基本依据是

U-=U+也称“虚短路”。对于实际的运算放大器，常常也可据此进行近似分析。

（1）反相运算放大器图5.2-18所示是运算放大器反相放大组态电路，通过反馈元件ZF构成闭环。理想运算放大器反相放大闭环增益的基本关系式


反相输入端具有地电位，而并没有真正接地之“虚地”点。

反相运算放大器的输入阻抗为z1F=Z

反相放大组态实质上是电压并联负反馈，具有输入阻抗和输出阻抗低的特点。

ZPZ为温度补偿元件，为了确保运算放大处于对称平衡状态，应使从反相输入端和从同相输入端赂外部看去的等效直流电阻相等，则元件选择时应使ZP=ZF//ZZ

如果用不同的电阻、电容网络来构成ZF、ZP，就能得到功能不同的各种反相运算电路。例如反相比例器、加法器、微分器、积分器、有源滤波器和有源校正电路等。下面仅举反相加法器一例，如图5.2-19所示电路。

由于反相端为“虚地”，故三个输入电压彼此独立地通过自身的输入回路电阻，转换成下列各式电流：


由此可见，当运算放大器具有理想特性时，各相加项的比例因子仅与外电路电阻有关，适当选择各电阻阻值，就能得到所需要的比例因子，因此这种加法电路可以达到很高的精度和稳定性。加法运算呈现在各输入电流在反相端相加。故称反相端为“相加点”，或称“”点。

补偿电阻RP用于保证电路具有平衡对称结构，其值应选为RP=R1||R2||R3||RT

由于反相端为“虚地”，故对每个输入信号而言，加法器的输入电阻分别为输入回路电阻R1、R2、R3。

（2）同相运算放大器 图5.2-20为运算放大器同相放大组态。