8.2 8.3 实际运算放大器运算电路的误差分析.ppt

* 一、理想运放的条件 1.开环差模电压增益Aod=∞; 2.差模输入电阻Rid=∞; 3.输出电阻Ro=0; 4.共模抑制比CMRR=∞; 5.开环带宽BW=∞; 6.失调、漂移和内部噪声为零。 主要条件 条件较难满足， 可采用专用运放 来近似满足。 8.1 理想集成运算放大器 - V- I- + V+ I+ Vo + - AV(V+-V-) 1.同相端与反相端呈开路状态。 2.输出回路为一受控电压源AV(V+-V-) ，由于 Ro=0,所以Vo=AV(V+-V-) 二、理想运放模型 - V- I- + V+ I+ Vo ? 线性工作状态 1.理想运放的同相和反相输入端电流近似为零 I+=I-≈0 2.理想运放的同相和反相输入端电位近似相等 V+=V- 虚断 虚短 在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。 虚地 如将运放的同相端接地V+=0，则V-=0,即反相端是一 个不接“地”的“地”，称为“虚地” 由于理想运放的输入电阻非常高，在分析处于线性状态运放时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。 三、理想运放的工作状态及其特点 1.理想运放的同相和反相输入端电流近似为零 2. 当V+V-时，Vo为正向输出饱和电压VOH 当V+V-时，Vo为负向输出饱和电压VOL 其数值接近运放的正负电源电压 I+=I-≈0 分析运放的应用电路时，首先将集成运放视作理想运放，以便抓住主要矛盾，忽略次要矛盾；然后判断运放是工作在线性区还是非线性区。在此基础上分析具体电路的工作原理，其它问题也就迎刃而解了。 ? 非线性工作状态 三、理想运放的工作状态及其特点 - V- I- + V+ I+ Vo 8.2 基本运算电路 ? 比例运算电路 ? 积分电路 ? 微分电路 ? 减法电路 ? 加法电路 输出与输入反相 输出与输入同相 （1）利用反相信号求和以实现减法运算 （2）利用差分式电路以实现减法运算 ? 同相加法器 ? 反相加法器 8.3 实际运放电路的误差分析 共模抑制比KCMR为有限值的情况 输入失调电压VIO、输入失调电流IIO 不为零时的情况 1. 共模抑制比KCMR为有限值的情况 同相比例运算电路 闭环电压增益 理想情况 越大，误差越小。 2. VIO、IIO不为零 时的情况 输入为零时的等效电路 解得误差电压 当 时，可以 消除偏置电流 引起的 误差，此时 当电路为积分运算时， 即 换成电容C，则 时间越长，误差越大，且易使输出进入饱和状态。 引起的误差仍存在 2. VIO、IIO不为零 时的情况 减小误差的方法 输入端加补偿电路 利用运放自带的调 零电路 需补充741的调零电路 8.4 对数和反对数运算电路 ? 对数运算电路 ? 反对数运算电路 其中，IES 是发射结反向饱和电流，vO是vS的对数运算。 1. 对数运算电路 利用PN结的指数特性实现对数运算 BJT的发射结有 注意：vS必须大于零，电路的输出电压小于0.7伏 利用虚短和虚断，电路有 当 时， vO是vS的反对数运算（指数运算） 2. 反对数运算电路 利用虚短和虚断，电路有 要求 以上两个电路温漂很严重，实际电路都有温度补偿电路 3.乘法电路和除法电路（思考） 可以把乘法和除法的运算化简为对数的加法和减法运算，再进行反对数运算即可。 8.5 模拟乘法器 1、模拟乘法器的符号 2、除法运算电路 只有当vx2为正极性时，才能保证运算放大器是处于负反馈工作状态，而vx1则可正可负。