Transcript ch10 運算放大器

電子電路實習 II
第十章 運算放大器
基本相關知識
實習一 運算放大器的基本電路
實習二 運算放大器的應用電路
基本相關知識
表10-1 OPA之特徵分類表
2
圖10-1 µA741內部電路圖
3
圖10-2 OPA基本結構方塊圖
圖10-3 OPA等效電路
4
運算放大器的理想特性
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
一個理想的運算放大器，應具有以下特性：
輸入電阻無窮大，即 Ri = ∞，使得輸入信號不致受信號源阻抗分壓，同時亦
使得輸入電流為零，即 Ii = 0 (實際值約在1MΩ以上)。
輸出電阻為零，即 Ro = 0 ，故不會對次級放大器形成負載效應（實際值約在
100Ω左右）。
開環路增益無限大，即 Avo = ∞，此亦表示輸入電壓可以無限小，即 Vi =
0(實際值約在106∼108之間)。
頻帶寬度無限大，即BW = ∞，亦即能讓任何頻率的輸入信號通過。
輸入抵補電壓為零(完全平衡)，當 Vi+ = Vi- (即 Vi = 0)時， Vo = 0。
共模增益等於零，即 Ac = 0。
響應時間為零。
特性不隨溫度改變。
5
圖10-4 具虛短路的電路
圖10-5 具虛短路的OPA等效電路
6
圖10-6 OPA的符號
DIP 包裝
SMD 包裝
圖10-7 OPA的包裝
7
表10-2 OPA電路之調整與檢修
8
實習一
運算放大器的基本電路
9
實習一
(b) 虛短路等效電路
(a) OPA反相放大器
圖10-8 反相放大器
10
實習一
(b) 虛短路等效電路
(a) OPA反相放大器
圖10-9 反相加法器
11
實習一
12
實習一
13
實習一
(b) 虛短路等效電路
(a) OPA非反相放大器
圖10-10 非反相放大器
14
實習一
(b) 虛短路等效電路
(a) OPA電壓隨耦器
圖10-11 電壓隨耦器
15
實習一
16
實習一
17
實習一
(b) 虛短路等效電路
(a) OPA非反相加法器
圖10-12 非反相加法器
18
實習二
運算放大器的應用電路
若 R1 = R2 = R3 = R4
則 Vo = V2 -V1
由上式結果可知，輸出電壓為兩輸入信號差量，所以此電路稱為減法器。
19
實習二
(b) 虛短路等效電路
(a) OPA減法器電路
圖10-17 減法器
20
實習二
(a)OPA反相積分器電路
(b)虛短路等效電路
圖10-18 反相積分器電路
21
實習二
22
實習二
(a)方波輸入、三角波輸出
(b)正弦波輸入、餘弦波輸出 (c)餘弦波輸入、負正弦波輸出
圖10-19 經反相積分器之各種輸出波形圖
23
實習二
(a)OPA微分器
(b)虛短路等效電路
圖10-20 反相微分器
24
實習二
25
實習二
(a) 正弦波輸入、負餘弦波輸出
(b) 餘弦波輸入、正弦波輸出
圖10-21 經反相微分器之輸出波形圖
26
實習二
(c) 方波輸入、脈波輸出
(d) 三角波輸入、矩形波輸出
圖10-21 經反相微分器之輸出波形圖(續)
27
實習二
圖10-22 OPA儀表放大器
28
實習二
29