第5章含有运算放大器的电阻电路(电路第五版)汇编.ppt

第五章 含有运算放大器的电阻电路 内容提要 运算放大器的电路模型 理想运放的两条重要规则 含理想运放电路的分析要点 几个典型电路。 §5-1 运算放大器的电路模型 二、集成运放的应用 应用广泛，电路形式千变万化，但从工作状态看，分为线性应用和非线性应用两大类。 1.线性应用 运放工作于线性放大状态。 可构成各种电压放大器、有源滤波器 和 比例、加、减、乘、除、指数、对数、微分、积分等线性运算电路； 2.非线性应用 运放工作于开关状态。 构成电压比较器、各种非正弦波发生器(方波、三角波、锯齿波)等。 国产F007内部原理图(对应国外mA741) 三、集成运放的输入、外特性、电路模型 2. 外特性 (电压传输特性) (1) 当| ud | ? e 时 (2) 当| ud | ? e 时 3. 运放的电路模型 §5-2 比例电路分析 用结点法分析 uo与ui的关系 §5-3 含理想运放的电路分析 一、理想运放在线性应用时的两条规则 由规则2 由规则1：i1= i2 二、同相比例电路 则 uo= ui ，称电压跟随器。 实际运放的Ri很大，起“隔离”作用， 亦称缓冲放大器。 三、反相加法器 ∵ i -= 0 ∴ i1+ i2 + i3 = i 若 R1 =R2 =R3 =Rf 则 uo =-(u1+ u2 + u3) 题5-7 求图示电路的uo与us1、us2 之间的关系。 本章结束 * 一、集成运算放大器简介 是一个包含许多晶体管的集成电路，电压放大倍数(输出电压与输入电压的比值）很高。 最初主要用于模拟计算机，故称集成运算放大器。如今，集成运算放大器的应用早已超出模拟计算的范踌。它象一个性能很高的晶体管，只要外加少数几个元件，就能方便地完成各种各样的功能。 信号处理 模拟运算 同相 输入端 反相 输入端 输出端 正电源 负电源 调零端 调零端 A=105.5 u+ u- uo + - + A 反相输入 同相输入 输出端 u- u+ uo +15V -15V uo=-Au- 同相输入： uo=Au+ u- u+ uo + - + A ud 1.输入情况 (1) 若在两个输入端同时加输入电压 u+ 和u- 有：uo= A (u+-u-) = A ud 这叫做双端输入。 ud = u+-u- 称差动电压。 (2) 若只在一个输入端加输入电压，另一端接地，则称为 单端输入。 uo + - + A ud u- uo + - + A ud u+ 反相输入： 因此也称差动输入方式。 uo /V ud /mV o -Usat -e Usat e ud ≤ 105.5 ±13 uo A = F007：A≈ 105.5 EC =±15V Usat ≈±13V uo≈±Usat，不再随输入ud的变化而改变 运放处于饱和状态。 A 很大，传输特性很陡， 运放在线性放大状态下工作。 uo= A ud ud的变化范围非常小。 工作在线性放大状态时的模型 u- u+ uo + - + A ud Ro A(u+-u-) + - uo + - Ri + u- u+ - ud + - Ri 是输入电阻，一般为103～1012W。 Ro 是输出电阻，一般为十几～几百W。 用VCVS表示输入电压对uo的控制作用。 开环运行：因内有完整的多级放大器，故不需外围元件，接通电源就能工作。 闭环运行：实用中，必须通过一个(反馈)网络把输出端与反相端连接起来才行。 + - + A + - ui + - uo R1 R2 i1 i2 u- + - 0 ② ① R2 Ro Ri -Au- + - uo + - R1 + - ui + - u- R1 1 + Ri 1 + R2 1 u- - R2 1 uo = R1 ui - u- + Ro 1 + R2 1 = Ro -Au- un1 = u-， un2 = uo， R2 1 uo 消去中间变量 u- 并整理 uo ui = R1 - R2 1 1 + 1 + Ro R2 1 + R1 R2 + Ri R2 A - R2 Ro + - + A + - ui + - uo R1 R2 i1 i2 u- + - 一些高精度的集成运放，A可达107。 因A很大，结果足够精确，并说明： uo ui = R1 - R2 ui uo = R1 - R2 (1) 选不同的R1和R2，可获得不同的比例系数，或放大倍数； (2) 集成运放性能稍有改变，比例系数基本不受影响 。 0 =(u+-u-) = ud uo A u- u+ uo + - + ∞ ud i+ i- 理想运放的参数： A→