3运放电路1.ppt

三、PID运算 * 电子技术 运放电路 ＋ － u－ u+ uo － ＋ ＋ u－ u+ uo ? Ao 国际符号 国内符号 ui uo +UOM -UOM ? Ao越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。 ui uo _ + ? + Ao 例：若UOM=12V，Ao=106，则|ui|12?V时，运放处于线性区。 线性放大区 §2.1 运放工作在线性区时的特点 由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的理想运放。 理想运放的条件 虚短路 放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。 虚开路 运放工作在线性区的特点 一、在分析信号运算电路时对运放的处理 二、分析运放组成的线性电路的出发点 虚短路 虚开路 放大倍数与负载无关， 可以分开分析。 u+ uo _ + ? + ? u– Ii 信号的放大、运算 有源滤波电路 运放线性应用 常用运算放大器 2.2.1 比例运算电路 作用：将信号按比例放大。 类型：同相比例放大和反相比例放大。 方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。 §2.2 信号的运算电路 i1= i2 uo _ + ? + ? R2 R1 RP ui i1 i2 1. 放大倍数 虚短路 虚开路 一、反相比例运算电路 结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。 虚开路 二、同相比例运算电路 _ + ? + ? R2 R1 RP ui uo u-= u+= ui 反馈方式：电压串联负反馈。输入电阻高。 虚短路 虚开路 结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。 虚开路 _ + ? + ? ui uo 此电路是电压并联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。 三、电压跟随器 结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。 2.2.2 加减运算电路 作用：将若干个输入信号之和或之差按比例放大。 类型：同相求和和反相求和。 方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。 一、反相求和运算 R12 _ + + ? R2 R11 ui2 uo RP ui1 实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。 i12 iF i11 R12 _ + + ? R2 R11 ui2 uo RP ui1 调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。 二、同相求和运算 实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。 - R1 RF + + ui1 uo R21 R22 ui2 此电路如果以 u+ 为输入 ，则输出为： - R1 RF + + ui1 uo R21 R22 ui2 注意：同相求和电路的各输入信号的放大倍数互相影响，不能单独调整。 流入运放输入端的电流为0（虚开路） 三、单运放的加减运算电路 实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。 R2 _ + + ? R5 R1 ui2 uo ui1 R4 ui4 ui3 R3 R6 R2 _ + + ? R5 R1 ui2 uo ui1 R4 ui4 ui3 R3 R6 虚短路 虚开路 虚开路 _ + ? + ? R2 R1 R1 ui2 uo R2 ui1 解出： 单运放的加减运算电路的特例：差动放大器 _ + ? + ? R2 R1 R1 ui2 uo R2 ui1 差动放大器放大了两个信号的差，但是它的输入电阻不高（=R1+R2）, 这是由于反相输入造成的。 2.2.3 微分运算电路与积分运算电路 u–= u+= 0 ui t 0 t 0 uo u i – + + uo R R2 i1 iF C 若输入： 则： 一、微分运算 i1 iF t ui 0 t uo 0 输入方波，输出是三角波。 ui - + + R R2 C uo 二、积分运算 由上式知，Vk的大小与 (Vf-Vg) 有关，三项分别为比例项、微分项、积分项，前面的负号代表负反馈，比例系数P=RF/R，微分时间常数τD=RFCD，积分时间常数τI=RCF *