调理电路模块设计
设计目的及任务
?设计目的：掌握集成运放的原理；掌握集成运放
构成的各种基本调理电路。
?设计任务：设计一个比例放大电路，并通过万用
表测量输出信号电压。
?功能指标：输出信号电压具有过压保护功能（最
大输出电压2.5V）。放大倍数自选或可调。
?设计要求：输出信号能够提供给EDP试验箱AD电
路进行采样。
集成运放
?集成运算放大器（简称运放）是一种高增益多级直
接耦合放大器，其内部结构如下图：
集成运放的理想化条件
O
vv-v
v-v0
O
VD
v
A
=→
＋－
＋－
1.无限大的差模输入电阻、趋于零的输出电阻
2.无限大的差模电压增益和共模抑制比
3.无限大的频带宽度以及趋于零的失调和飘移
当为有限值，则输入的差模电压（）就必趋于零，即
同时，由于差模输入电阻趋于无穷，因而流进集成运放输入端
的电流也就必趋于零，即
i→0
运放主要性能参数（直流）
?输入失调电压：一个理想的运放，当两个输入端加相
同的电压或直接接地时，其输出电压应为零，但实际
上不为零。为使输出电压为零，在两个输入端间加有
补偿直流电压V
IO
，该V
IO
称为输入失调电压。
?输入失调电流：当运放的输出电压为零时，将两输入
端偏置电流的差称为输入失调电流，即
I
IO
＝I
B＋
－I
B－
其中I
B＋
为同相输入端基极电流，I
B－
为反相输入端基
极电流。
?共模抑制比：将运放的差模电压放大倍数A
VD
与共模
电压放大倍数A
VC
之比称为共模抑制比，用K
CMR
表
示，单位一般用dB
运放主要性能参数（直流）
20lg
VD
CMR
VC
A
KdB
A
=
K
CMR
愈大，表示放大器对共模信号（温度飘移，零
点飘移等）的抑制能力愈强。
运放主要性能参数（交流）
?增益带宽积：运放的带宽BW通常等于截至频率
f
c
。增益越高，带宽越窄，增益带宽积为常数，即
A
V
×BW＝常数
将放大倍数等于1时的带宽称为单位增益带宽。
?转换速率（摆动率）：运放在大幅度阶跃信号作
用下，输出信号所能达到的最大变化率称为转换
速率或摆率，用S
R
表示，其单位为V/us。
集成运放的基本应用
?反相放大器
O
F
VF
1
i1
P1
R
A
R
RR
R0
RR/
F
R
≈
闭环增益：＝－
输入电阻：＝
输出电阻：
平衡电阻：＝
集成运放的基本应用
?同相放大器
O
F
VF
1
i
P1
R
A
R
R
R0
RR/
ic
F
r
R
≈
闭环增益：＝1+
输入电阻：＝
输出电阻：
平衡电阻：＝
集成运放的基本应用
?差动放大器
1
3
12
112
13
O3F
VD
212
id12
123F
O21
1
RR
VRR
A
VVRR
RRR2R
RRRR
VVV
FF
O
F
RRR
VVV
RR
????
=?++
????
+
????
2
1
当＝，＝时为差动放大器，
差模电压增益：＝＝＝
－
输入电阻：＝＋＝
当＝＝＝时为减法器，输出电压
＝－
集成运放的基本应用
?弱信号检测放大器
1234567F
O4F
VD
215
RRRRRRRR
VRRR
A14641
VVRR
??
??
??
3
＝，＝，＝，＝
＋
＝＝＋＝
－
集成运放的基本应用
?窗比较器
OP07管脚图
试验箱管脚定义
＋5V＋5V
A1-IN1A2-IN2
A3-IN3A4-IN4
GNDGND
面包板
＋5V＋5V
－12V－12V
＋12V＋12V
GNDGND
调理模块原理图
U1
OP07AH
3
2
4
7
6
81
VCC
12V
VEE
-12V
R1
10kO
R2
1kO
R3
100O
R4
4.7kO
VDD
5V
调理模块原理图
U1
OP07AH
3
2
4
7
6
81
D1
2.5V
R1
10k?
R2
1k?
R3
5k?
Key=A
50%
12V5V
-12V
R4
100?
实物图
思考和发挥部分
?参考设计中，运放构成的放大电路是什么
类型，放大倍数为多少。
?输出端的稳压二极管的作用是什么。
?在集成运放构成的基本电路中，还有跟随
器电路，该电路一般用于什么场合。
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