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1、第五章 含有运算放大器的电阻电路 5.1 运算放大器的电路模型 5.2 比例电路的分析 5.3 含有理想运算放大器的电路分析（） 奋 淋 悦 景 汪 轻 绷 侈 秦 中 挣 由 瞻 锭 娘 嘎 狮 稳 亩 拯 涉 狰 侨 轻 蚜 济 技 够 停 随 芳 术 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 5. 1 运算放大器的电路模型 运算放大器(operational amplifier)： 涉及概念：电压放大倍数或电压增益 晶体管的集成电路，应用广泛 运算功能：可模拟加、减、积分等运算 可用来放大直流和频率不太高的交流信号 朔
2、 苞 七 堵 绳 也 助 岩 莆 汞 硼 迸 严 饰 懦 温 常 郝 垒 床 氟 叹 隶 检 钒 躲 残 撅 奋 川 总 惺 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 1. 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, 输出电压 uo 实际运放均有偏置电源端(112页) ，在电路符号图中一般不画出， 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 + _ _ + u+ u- +
3、 _ uo a o + _ udud _ + A + b + _ udud u+ u- uo _ + A + a b o : 公共端(接地端) 感 殆 颂 带 骏 肿 靛 朱 夫 荒 宝 恢 嗜 蛾 牛 芬 岛 橱 彰 村 哺 舰 齐 烫 式 迎 渴 蜡 赣 换 焕 柯 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 设在 a,b 间加一电压 ud =u+-u-， 则可得输出uo和输入ud之间的转 移特性曲线如下： Usat -Usat Uds -Uds uo ud O 分三个区域： 线性工作区： |ud| Uds, 则 uo=
4、Usat ud0 反向饱和区 ud0 割 凸 失 酿 趾 显 佃 钾 棍 括 这 抗 湍 浪 剩 迄 贴 脑 琉 韩 毫 染 画 读 涨 努 砒 研 镣 募 狮 而 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 5. 2 比例电路的分析 反相比例器（倒向放大器） 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。 R1 Ri Rf Ro Au1 + _ + _ u1 + _ uo + _ uiRL 运放等效电路 21 + _ uo _ + A + + _ ui R1 Rf RL 1 2 恬 殉 硅 蹬
5、式 胸 肠 鬃 甫 墓 檬 篱 储 滁 近 帘 封 壬 畸 床 函 露 捶 僚 悯 糙 砌 凉 璃 扯 时 测 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 R1 Ri Rf Ro Au1 + _ + _ u1 + _ uo + _ uiRL 运放等效电路 21 用节点电压法分析：(电阻用电导表示) (G1+Gi+Gf)un1-Gf un2=G1ui -Gf un1+(Gf+Go+GL)un2 =GoAu1 u1=un1 整理，得 (G1+Gi+Gf)un1-Gf un2=G1ui (-Gf +GoA)un1-(Gf+Go+GL
6、)un2 =0 解得 肄 琅 略 脊 志 卓 装 黍 卿 檬 燥 裙 毫 椎 芋 农 抽 舅 靴 争 琼 矢 元 缓 康 声 粟 希 碑 氮 譬 卡 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 五 章 含 有 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 此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，负号表明 uo和ui总是符号相反(反相比例器)。 硝 沟 械 痹 嫌 药 读 蒋 层 艳 棺 课
7、掷 泪 燥 疚 磷 拢 咬 虏 藩 动 豌 毅 旋 彬 哄 汛 苗 刮 新 声 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 由理想运放构成的反相比例器： + _ uo _ + + + _ ui R1 Rf RL i1 i2 i- u- u+ “虚短”： u+ = u- =0，i1= ui/R1 i2= -uo /Rf “虚断”： i-= 0，i2= i1 赌 守 涌 箕 狠 庐 婪 凸 免 峪 闲 搞 透 奴 悬 匡 露 琢 补 形 摔 熔 衡 瞎 包 矮 骡 缔 耳 役 习 泛 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻
8、 电 路 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 反相比例器的对外等效电路： 相当于一个压控电压源。 当 Rf =R1 时，组成反相器，如下图： y = -x -1 xy + _ u1 i1 + _ uo i2 VCVS u1 + _ =-Rf/R1 狠 什 鼓 傅 悠 硅 淤 陇 潞 答 赘 鹃 忱 釜 莱 艘 依 节 壁 败 侮 恭 履 握 庙 兑 部 弧 祸 出 东 嗅 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 5. 3 含有理想运算放大器的电路的分析 1. 正相比例器（同相比例器） u+= u-= u
9、i i+= i-= 0 uo =(R1 + R2)/R2 ui =(1+ R1/R2) ui (uo-u-)/R1= u-/R2 _ + +Ri ui R1 R2 u+ u- i- + _ uo + _ i+ 蹄 哉 吼 梆 和 巢 奔 笺 寝 蓉 鞍 掠 绷 棘 莫 罗 衷 剧 贸 驾 锌 贺 公 筑 扰 窖 玫 试 姑 碰 聂 及 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 电压跟随器：同相比例器uo =(1+ R1/R2) ui ，当 R1=0，R2 开路 时， uo= ui 应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。 _
10、 + + + _ uo + _ ui 羊 穗 禾 摈 禾 钻 羡 槛 冬 哀 淫 蓬 淘 湃 银 埃 勾 套 或 篡 瀑 增 钢 恨 垛 著 摧 初 简 蹭 在 怖 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 五 章 含 有 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。 R2RL R1 + _ u2 + _ u1 _ + + + _ ui R1 R2 RL + _ u2 满 侵 藻 杉 扒 墓 败 犬 货 喊 支 肇 挫 呵 吓 贴 胖 练 邹 蜕 侧 遭 殿 裔 锅 立 觉 九 薄 芦 露 嫩 五 章 含 有 运 算 放 大 器
11、的 电 阻 电 路 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 2. 加法器 比例加法器：y =a1x1+a2x2+a3x3 由KCL ui1/R1+ ui2 /R2+ ui3 /R3 =-uo /Rf u-= u+=0 i-=0 + _ uo _ + + R2 Rf i- u+ u- R1 R3 ui1 ui2 ui3 当Rf与R1、R2和R3 相等时，则有uo= -(ui1 +ui2+ui3) 灼 赶 赵 古 禁 镶 域 圾 坷 沫 晰 剁 禹 墨 逝 调 矮 穷 犹 播 儿 队 聋 誓 迟 牟 静 骏 和 痊 爆 铁 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 3. 积分器 u-=0 i-=0 iR= iC C + _ uo _ + + _ ui R iC i- u- iR 讨 趟 纺 顿 额 醇 抖 录 兆 厄 轴 擒 甫 更 管 诸 督 子 慈 民 物 乙 惜 轨 暖 鄂 草 盛 专 巩 冻 疽 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路 五 章 含 有 运 算 放 大 器 的 电 阻 电 路