集成运算扩大器 一：零点漂移 零点漂移可描绘为：输入电压为零，输出电压偏离零值的改动。它又被简称为：零漂 零点漂移是怎样构成的： 运算扩大器均是选用直接耦合的方法，咱们知道直接耦合式扩大电路的各级的Q点是相互影响的，因为各级的扩大效果，榜首级的弱小改动，会使输出级发生很大的改动。当输入短路时（因为一些原因使输入级的Q点发生弱小改动 象：温度），输出将随时间缓慢改动，这样就构成了零点漂移。 
 发生零漂的原因是：晶体三极管的参数受温度的影响。处理零漂最有用的办法是：选用差动电路。 
二：差动扩大电路 1、差动扩大电路的根本方式 如图（1）所示 
根本方式对电路的要求是：两个电路的参数完全对称两个管子的温度特性也完全对称。 
它的作业原理是：当输入信号Ui=0时，则两管的电流持平，两管的集点极电位也持平，所以输出电压Uo=UC1-UC2=0。温度上升时，两管电流均增加，则集电极电位均下降，因为它们处于同一温度环境，因而两管的电流和电压改动量均持平，其输出电压仍然为零。 
它的扩大效果（输入信号有两种类型） 

（1）共模信号及共模电压的扩大倍数 Auc 
共模信号---在差动扩大管T1和T2的基极接入起伏持平、极性相同的信号。如图（2）所示

共模信号的效果，对两管的效果是同向的，将引起两管电流同量的增加，集电极电位也同量减小，因而两管集电极输出共模电压Uoc为零。因而：。 
所以差动电路对称时，对共模信号的按捺才能强 

（2）差模信号及差模电压扩大倍数 Aud 
差模信号---在差动扩大管T1和T2的基极别离参加起伏持平而极性相反的信号。如图（3）所示

 差模信号的效果，因为信号的极性相反，因而T1管集电极电压下降，T2管的集电极电压上升，且二者的改动量的绝对值持平，因而：
 此时的两管基极的信号为：
 所以：，由此咱们能够看出差动电路的差模电压扩大倍数等于单管电压的扩大倍数。

根本差动电路存在如下问题： 电路难于绝对对称，因而输出仍然存在零漂；管子没有采纳消除零漂的办法，有时会使电路失掉扩大才能；它要对地输出，此时的零漂与单管扩大电路相同。
为此咱们要学习另一种差动扩大电路------长尾式差动扩大电路 2：长尾式差动扩大电路 
它又被称为射极耦合差动扩大电路，如右图所示：图中的两个管子经过射极电阻Re和Uee耦合。
 下面咱们来学习它的一些指标 

(1)静态作业点 静态时，输入短路，因为流过电阻Re的电流为IE1和IE2之和，且电路对称，IE1=IE2，
因而： 
(2)对共模信号的按捺效果
 在这里咱们只学习共模信号对长尾电路中的Re的效果。因为是同向改动的，因而流过Re的共模信号电流是Ie1+Ie2=2Ie，对每一管来说，可视为在射极接入电阻为2Re。
它的共模扩大倍数为： （用第二章学的方法求得）
由此式咱们能够看出Re的接入，使每管的共模扩大倍数下降了许多（对零漂具有很强的按捺效果） 
(3)对差模信号的扩大效果
 差模信号引起两管电流的反向改动（一管电流上升，一管电流下降），流过射极电阻Re的差模电流为Ie1-Ie2，因为电路对称，所以流过Re的差模电流为零，Re上的差模信号电压也为零，因而射极视为地电位，此处“地”称为“虚地”。因而差模信号时，Re不发生影响。
 因为Re对差模信号不发生影响，故双端输出的差模扩大倍数仍为单管扩大倍数： 
(4)共模按捺比(CMRR)
咱们一般用共模按捺比来衡量差动扩大电路性能的好坏。CMRR界说如下：
它的值越大，标明电路对共模信号的按捺才能越好。
 有时还用对数的方式标明共模按捺比，即：，其间为差模增益。CMR的单位为：分贝 （dB） 
(5)一般输入信号情况
 如果差动电路的输入信号，即不是共模也不是差模信号时：咱们要把输入信号分解为一对共模信号和一对差模信号，它们一起效果在差动电路的输入端。

例1：如右图所示电路，已知差模增益为48dB，共模按捺比为67dB，Ui1=5V，Ui2=5.01V，
试求输出电压Uo
解：∵=48dB，∴Aud≈-251，
 又∵CMR=67dB 
 ∴CMRR≈2239
 ∴Auc=Aud/CMRR≈0.11


则输出电压为： 

三：集成运放的组成 

它由四部分组成：
1、偏置电路； 
2、输入级：为了按捺零漂，选用差动扩大电路 
3、中间级：为了进步扩大倍数，一般选用有源负载的共射扩大电路。 
4、输出级：为了进步电路驱动负载的才能，一般选用互补对称输出级电路 
四：集成运放的性能指标 
1、开环差模电压扩大倍数 Aod
它是指集成运放在无外加反应回路的情况下的差模电压的扩大倍数。 
2、最大输出电压 Uop-p
它是指必定电压下，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
它的巨细反映了集成运放输入端向差模输入信号源讨取电流的巨细。要求它愈大愈好。 
4、输出电阻 rO
它的巨细反映了集成运放在小信号输出时的负载才能。 
5、共模按捺比 CMRR
它放映了集成运放对共模输入信号的按捺才能，其界说同差动扩大电路。CMRR越大越好。 

五：低频等效电路 
在电路中集成运放作为一个完整的独立的器材来对待。所以在剖析、核算时咱们用等效电路来替代集成运放。
 因为集成运放首要用于频率不高的场合，因而咱们只学习低频率时的等效电路。 
右图所示为集成运放的符号，它有两个输入端和一个输出端。
 其间：标有的为同相输入端(输出电压的相位与该输入电压的相位相同) 标有的为反相输入端(输出电压的相位与该输入电压的相位相反) 

六：抱负集成运放

一般咱们是把集成运放视为抱负的（将集成运放的各项技术指标抱负化） 开环电压扩大倍数： 输入电阻： 输入偏置电流： 
共模按捺比： 输出电阻： -3dB带宽： 
无搅扰无噪声 失调电压、失调电流 及它们的温漂均为零 

七：集成运放作业在线性区的特性 
当集成运放作业在线性扩大区时的条件是： (1) (2)
 注：(1)即:同相输入端与反相输入端的电位持平，但不是短路。咱们把满足这个条件称为"虚短"
 (2)即:抱负运放的输入电阻为∞,因而集成运放输入端不取电流。
 咱们在核算电路时，只要是线性使用，均能够使用以上的两个定论，因而咱们要掌握好！
 当集成运放作业在线性区时，它的输入、输出的联系式为： 
八：集成运放作业在非线性作业区 
当集成运放作业在非线性区时的条件是：集成运放在非线性作业区内一般是开环运用或加正反应。它的输入输出联系是：
 它的输出电压有两种形态：（1）其时， （2）其时，
 它的输入电流仍为零（因为）即： 
集成运放作业在不同区域时，近似条件不同，咱们在剖析集成运放时，应先判别它作业在什麽区域，然后再用上述公式对集成运放进行剖析、核算。 

九：份额运算电路 
 界说：将输入信号按份额扩大的电路，称为份额运算电路。
 分类：反向份额电路、同相份额电路、差动份额电路。（按输入信号参加不同的输入端分）
 份额扩大电路是集成运算扩大电路的三种首要扩大方式

(1)反向份额电路 
输入信号参加反相输入端,电路如图(1)所示: 
 输出特性：因为：，
 所以：



 从上式咱们能够看出：Uo与Ui是份额联系，改动份额系数，即可改动Uo的数值。负号标明输出电压与输入电压极性相反。 
反向份额电路的特色：
 (1)反向份额电路因为存在"虚地",因而它的共模输入电压为零.即:它对集成运放的共模按捺比要求低
 (2)输入电阻低:ri=R1.因而对输入信号的负载才能有必定的要求.
(2)同相份额电路

输入信号参加同相输入端,电路如图(2)所示:
 输出特性：因为：（虚短但不是虚地）；；

 所以： 
 改动Rf/R1即可改动Uo的值，输入、输出电压的极性相同

同相份额电路的特色：


(1)输入电阻高；(2)因为(电路的共模输入信号高)，因而集成运放的共模按捺比要求高

(3)差动份额电路


输入信号别离加之反相输入端和同相输入端,电路图如图(3)所示:
 它的输出电压为：

 由此咱们能够看出它实践完成的是：对输入两信号的差运算。 


十 ：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求进行调整）其间电阻R'为: 
它的输出电压与输入电压的联系为：
它能够模仿方程：。它的特色与反相份额电路相同。它可十分便利的某一电路的输入电阻，来改动电路的份额联系，而不影响其它路的份额联系。 
（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求进行调整） 
它的输出电压与输入电压的联系为：。它的调理不如反相求和电路，并且它的共模输入信号大，因而它的使用不很广泛。 
（3）和差电路 

它的电路图如图(3)所示：
 此电路的功用是对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果。 
它的输入输出电压的联系是：。
因为该电路用一只集成运放，它的电阻核算和电路调整均不便利，因而咱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联系是：

它的后级对前级没有影响（选用的是抱负的集成运放），它的核算十分便利。 


十一：积分电路和微分电路 
(1)积分电路
 它可完成积分运算及发生三角波形等。积分运算是：输出电压与输入电压呈积分联系。它的电路图如图(1)所示：它是使用电容的充放电来完成积分运算 

 它的输入、输出电压的联系为：其间:标明电容两头的初始电压值. 
如果电路输入的电压波形是方形，则发生三角波形输出。 
(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联系。电路图如图（2）所示： 

它的输入、输出电压的联系为： 
十二：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。咱们把反相份额电路中Rf用二极管或三级管替代级组成了对数运算电路。电路图如图（3）所示：

它的输入、输出电压的联系为：（也能够用三级管替代二极管） 
(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。电路图如(4)所示 
它的输入、输出电压的联系为：
 使用对数和指数运算以及份额，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 

十三：滤波电路的基础知识 
滤波电路的效果：答应规则规模内的信号经过；而使规则规模之外的信号不能经过。
 滤波电路的分类：（按作业频率的不同）
 低通滤波器：答应低频率的信号经过，将高频信号衰减。
 高通滤波器：答应高频信号经过，将低频信号衰减。
 带通滤波器：答应必定频带规模内的信号经过，将此频带外的信号衰减。
 带阻滤波器：阻挠某一频带规模内的信号经过，而答应此频带以外的信号衰减。
 咱们在电路剖析课程中已学习了，使用电阻、电容等无源器材构成的滤波电路，但它有很大的缺点如：电路增益小；驱动负载才能差等。为此咱们要学习有源滤波电路。 
十四：有源滤波电路
(1)低通滤波电路
 它的电路图如图(1)所示:(咱们以无源滤波网络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：



 其间：Aup为通带电压扩大被数，；通带截止角频率 
 关于低有源滤波电路，咱们能够经过改动电阻Rf和R1的阻值来调理通带电压的扩大被数。 
(2)高通滤波电路
 它的电路图如图(3)所示:(咱们以无源滤波网络接至集成运放的反相输入端为例)

 同样咱们能够得到它的幅频特定如图(4)所示:
 它的传输函数为:

 其间:(通带电压扩大被数)；(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，它们的电路图别离为：如图（5）所示带通滤波电路；如图（6）所示带阻滤波电路：






十五：电压比较器的基础知识
电压比较器的功用：比较两个电压的巨细(用输出电压的高或低电平，标明两个输入电压的巨细联系)
电压比较器的效果：它可用作模仿电路和数字电路的接口，还能够用作波形发生和改换电路等。
 注：电压比较器中的集成运放通常作业在非线性区。及满足如下联系： 
U->U+ 时 UO=UOL
 U-