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电 子 学 基 础 第五章 信号运算电路 §1. 集成运算放大器的理想模型 §2. 信号运算电路 §2. 信号运算电路 一、比例运算电路 二、求和运算电路 三、积分和微分运算电路 四、对数和指数运算电路* 五、乘法和除法运算电路* * * * * * 制作：王林炜 第五章 信号运算电路 §1.集成运算放大器的理想模型 一、理想运放的技术指标 二、理想运放工作在线性区时的特点 三、理想运放工作在非线性区时的特点 第五章 信号运算电路 §1.集成运算放大器的理想模型 在分析集成运放的各种应用电路时，常常将其 中的集成运放看成是一个理想运算放大器。所谓理 想运放就是将集成运放的各项技术指标理想化，即 认为集成运放的各项指标为： 开环差模电压增益 Aod = ∞ 差模输入电阻 Rid = ∞ 输出电阻 Ro = 0 共模抑制比 KCMRR = ∞ 输入失调电压VIo、失调电流 IIo均为零 第五章 信号运算电路 §1.集成运算放大器的理想模型 一、理想运放的技术指标 一、理想运放的技术指标 在集成运放的各种应用电路中，集成运放的工 作情况有两种：工作在线性区或工作在非线性区。 二、理想运放工作在线性区时的特点 第五章 信号运算电路 §1.集成运算放大器的理想模型 当工作在线性区时，集成运放的输出端电压与其两个输 入端的电压之间存在着线性放大关系，即 二、理想运放工作在线性区时的特点 当输入端电压的幅度比较大，则集成运放的工作范围将 超出线性放大区域而进入非线性区，此时集成运放的输出、 输入电压之间不再满足上述线性关系。 二、理想运放工作在线性区时的特点 第五章 信号运算电路 §1.集成运算放大器的理想模型 二、理想运放工作在线性区时的特点 假设集成运放在线性区内的 最大输出为： 若 则 若 则 理想运放 则 虚短 理想运放的差模输入电压等于零 或 集成运放的Aod越大，则v＋与v－差值越小，将两点 视为“短路”所带来的误差越小。 二、理想运放工作在线性区时的特点 第五章 信号运算电路 §1.集成运算放大器的理想模型 二、理想运放工作在线性区时的特点 理想运放 则 虚断 理想运放的输入电流等于零 “虚短”和“虚断”是理想运放工作在线性 区时的两点重要结论。这两点重要结论常常 作为分析许多运放应用电路的出发点，因此 必须牢牢掌握。 理想运放工作在非线性区时也有两个重要特点 三、理想运放工作在非线性区时的特点 第五章 信号运算电路 §1.集成运算放大器的理想模型 三、理想运放工作在非线性区时的特点 1、理想运放的输出电压 vo 的值只有 两种可能；或等于运放的正向最大输 出电压 +VOPP，或等于运放的负向最 大输出电压－VOPP 。 2、理想运放的输入电流等于零。 当 v＋＞v－ 时， vo = +VOPP 当 v＋＜v－ 时， vo =－VOPP 在非线性区内，运放的差 模输入电压(v＋－v－)可能 很大，即v＋≠v－，也就是 说，此时，“虚短”现象不 复存在。 如上所述，理想运放工作在线性区或非线性 区时，各有不同的特点。因此在分析各种运放应 用电路的工作原理时，首先必须判断其中的集成 运放究竟工作在哪个区域。 第五章 信号运算电路 §1.集成运算放大器的理想模型 集成运放的Aod通常很高，如不采取适当措施, 即使在输入端加上一个很小的电压，就有可能使集 成运放超出线性工作范围。 一般情况下，在电路中引入深度负反馈(1+AF 1)，以减小直接施加在集成运放两个输入端的净 输入电压，以保证集成运放工作在线性区。 第五章 信号运算电路 §2. 信号运算电路 运算放大器最早应用于模拟信号的运算，因此 得名。至今，信号的运算仍是集成运放一个重要而 基本的应用领域。本节主要介绍由集成运放组成的 比例运算电路、求和电路、积分和微分电路、对数 和指数电路以及乘法和除法电路。 第五章 信号运算电路