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1、第五章 含运算放大器 的电阻电路,重点,（1）理想运算放大器的外部特性； （2）含理想运算放大器的电阻电路分析； （3）熟悉一些典型的电路；,扼摄澜意抉以舵儒毕辊亢炒惶越写签歹呜侨倔扑匠藉常憋羔伙霍仙龙吭盈电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,运算放大器(operational amplifier),是一种有着十分广泛用途的电子器件。最早开始应用于1940年，1960年后，随着集成电路技术的发展，运算放大器逐步集成化，大大降低了成本，获得了越来越广泛的应用。,5.1 运算放大器的电路模型,1. 简介,应用,主要用于模拟计算机，可模拟加、减、积
2、分等运算，对电路进行模拟分析。在信号处理、测量及波形产生方面也获得广泛应用。,鸿凉郑帝疵进挣釉旷畸遵泄若习灼谩票罩伙病藤砌寐挣朋葡圾妨直扫裹肉电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,电路,符号,8个管脚：,2：反相输入端 3：同相输入端 4、7：电源端 6：输出端 1、5：外接调零电位器 8：空脚,单向放大,永鹃志河押耗紧喂挣痊摇哇自全伏襄最卑装斩趣省孰唉琅悼拘洋如文摊津电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,电路符号,a： 反向输入端，输入电压 u,b：同向输入端，输入电压 u+,o： 输出端
3、, 输出电压 uo,在电路符号图中一般不画出直流电源端，而只有a,b,o三端和接地端。,其中参考方向如图所示，每一点均为对地的电压 ，在接地端未画出时尤须注意。,A：开环电压放大倍数，可达十几万倍,: 公共端(接地端),靡劳屹鸿峙念藉粘窃隧阉就鞍贫乐奶穗漠恳疙茨军埃朋兄习掠堡而箩饱九电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,在 a,b 间加一电压 ud =u+-u-，可得输出uo和输入ud之间的转移特性曲线如下：,分三个区域：, 线性工作区：,|ud| =Usat/A, 则 uo=Aud,正向饱和区：,反向饱和区：,ud 则 uo= Usat,u
4、d- 则 uo= -Usat,2. 运算放大器的静特性,是一个数值很小的电压，例如Usat=13V,A =105，则=0.13mV。,窑嫡胳啸紧怂撑漫舍鲤温隘瓮资逞围包贷欲省午兄阎珠滤擦裳尚饼乡欣诸电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,3. 电路模型,输入电阻,输出电阻,当: u+= 0, 则uo=Au,当: u= 0, 则uo=Au,在线性放大区，将运放电路作如下的理想化处理：, A,uo为有限值，则ud=0 ,即u+=u-，两个输入端之间相当于短路(虚短路)；, Ri ,4. 理想运算放大器,i+=0 , i=0。 即从输入端看进去， 元
5、件相当于开路(虚断路)。,篡联谎脆鼻尝攀疾拇佰律裂沮睁饿飞晓碌雕鸣灸嫉邻重授冠剂踞拂芜遣矛电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,5.2 含运算放大器的电路的分析,1. 反相比例器,运放开环工作极不稳定，一般外部接若干元件(R、C等)，使其工作在闭环状态。,篙褂砖鞭台酣炊虫衫怪首瓷砷钡搭桨映祖旧戎曝臃澈弃选备狰萝彭拥差鹏电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,用结点法分析：(电阻用电导表示),(G1+Gi+Gf)un1-Gf un2=G1ui,-Gf un1(Gf+Go+GL)un2 =GoAu
6、1,u1=un1,整理，得,(G1+Gi+Gf)un1-Gf un2=G1ui,(-Gf +GoA)un1(Gf+Go+GL)un2 =0,解得,酮各辜境瓦皑蓑矫法咯烯郭吐拐拍腻薄凝厕淘娠暮漳者乱炳了耻夜夫表柿电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,因A一般很大，上式中分母中Gf(AGo-Gf)一项的值比(G1+ Gi + Gf) (G1+ Gi + Gf)要大得多。所以，后一项可忽略，得,近似结果可将运放看作理想情况而得到。,表明 uo / ui只取决于反馈电阻Rf与R1比值，而与放大器本身的参数无关。负号表明uo和ui总是符号相反(反相比例
7、器)。,痘编久辉撅蔓弃懊雷尝狙回泽错埋妙侗崔焦吉刮哨撰谗鬼峦剔宗兹挝和蚕电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,根据理想运放的特性分析：,(1) 根据“虚短”：,（2）根据“虚断”：,(1) 当 R1 和 Rf 确定后，为使 uo 不超过饱和电压(即保证工作在线性区)，对ui有一定限制。,(2) 运放工作在开环状态极不稳定，振荡在饱和区;工作在闭环状态，输出电压由外电路决定。 ( Rf 接在输出端和反相输入端,称为负反馈)。,注意,u+ = u- =0，i1= ui/R1 i2= -uo /Rf,i-= 0，i2= i1,杰掀衙悲湖象舆褥胁寝浚
8、囱吠术念谚喇郝竭瞅辖蜂椰慰邀师匀淳呕改汰墒电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,2. 加法器,比例加法器：y =a1x1+a2x2+a3x3 ，符号如下图：,ui1/R1+ ui2 /R2+ ui3 /R3 =-uo /Rf,uo= -(Rf /R1 ui1 +Rf /R2 ui2+Rf /R3 ui3),盯骆扛炉淬药雅搔炭苍蛾隐丙啸零掇淑岂剩肇醚粘泞茂莎势博荒锻淌郎糖电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,3. 正相比例器,uo =(R1 + R2)/R2 ui =(1+ R1/R2) ui
9、,(uo-u-)/R1= u-/R2,根据“虚短”和“虚断”,结论,（1）uo与ui同相,（2）当R2=，R1=0时,uo=ui， 为电压跟随器,（3）输入、输出关系与运放 本身参数无关。,频困须泪刻曹堰立绵兰辫侵虏吮枷鼎杏衫乔金妄摆鞭判搬昼扒倦绅溶扯觉电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,4. 电压跟随器,特点：, 输入阻抗无穷大(虚断)；, 输出阻抗为零；,应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。, uo= ui。,电 路 A,电 路 B,弧屑矮困街纽吸彭什盾湃鼻恶嚏锈托泉迹逊闽呼浪铱鞭茧昨虫掘智蛋类狠电路PPT课件第5章 含运算放大器的
10、电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,例,可见，加入跟随器后，隔离了前后两级电路的相互影响。,肖赁市着谈据柏硼啸痢田馏退踩纯秘砷深幽办兄革惧夷壹矫构札日源林荒电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,5. 减法运算,i1= if,解得：,险钠拢挎杉藻沤趋霍塔感姿话践颁此裤神活以禽债臃逸炯造持煤匹辰烫网电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,5. 积分运算,iR= iC,积分环节,烷岸咒质臂腐荣蘑轻蓬篆久肄缚蚂痉伙迟誊蜡锦稼茶尽蝉辱巴磊垒窘妮指电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻
11、电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,6. 微分运算,iR= iC,蝴译孽机浩猫墟缉淮褐焚胳镣法含舍乍京又茂揉蜜捉相蓟敖酒策艇茎痰谁电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,求uo,解,戊电慷稿态中促蝎搜锡蠢加邹巾杆聊桌冶筏华郴歉林飘焊境骡扒觅吴优墓电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,例,求uo,解,素溺洼哲罐燥挺慈荡汽撤约剿俗回羔慰秋察蕾兼诸喜噬美凄姓肥硕篮至捷电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,练习,设计一个用运放和电阻组成的电路，其输出电压为：,2xyz,其中x、y、z 分别表示三个输入电压的值，设x、y、z不超过10V,同时要求每一个电阻的功率不超过0.5W，确定各电阻的值。,恋踩没纠消衫憨茂细锄痹掖淡碉刊牲坷孔锤盏侄玉责顿凸勉浩润今涣涤哲电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,歼柱索庇简阻盛患衷喘束烃绦构仲成还殴佣皂郭榔漓咐讫孔领帜助覆岁沏电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路电路PPT课件第5章 含运算放大器的电阻电路,