模拟电子技术基础(张凤凌主编)第十三讲 运算电路(一).ppt

模拟电子技术基础 河北科技大学信息科学与工程学院 * 四种接法的动态参数特点归纳如下： 2. Ad、RO与输出方式有关，双端输出时， 单端输出时， 3. 单端输入时，若输入信号为uI，其差模输入电压uId =uI；同时，共模输入电压uIc=+uI/2。 输入电阻均为2（Rb+rbe)。 内容回顾 恒流源式差分放大电路 内容回顾 4.3 集成运放的外部特性及理想运放的性能指标 从外部看,可以认为集成运放是一个双端输入、单端输出、具有高差模放大倍数、高输入电阻、低输出电阻、能较好地抑制温漂的差分放大电路。 一、集成运放的符号及低频等效电路 （1）开环差模增益Aod： 常用分贝（dB）表示，其分贝数为20lg|Aod|。 （4）共模抑制比KCMR。 （2）差模输入电阻Rid。 二、集成运放的主要性能指标 （3）输出电阻RO。 三、理想运放的性能指标 （1）开环差模增益Aod=∞ （4）共模抑制比KCMR= ∞ （2）差模输入电阻Rid= ∞ （3）输出电阻RO=0 4.4 集成运放的两个工作区 集成运放的电压传输特性 uO=f(uP-uN) 在线性区： uO＝Aod(uP－uN) Aod是开环差模放大倍数。 在非线性区： 集成运放的输出为＋UOM 或－UOM。 4.5 集成运放的线性应用电路 4.5.1 理想运放在线性工作区的特点 由于uo为有限值，Aod为无穷大，因而净输入电压 称两个输入端为“虚短路”。 “虚短路”是指集成运放的两个输入端电位无穷接近，但又不是真正短路。 也就是从集成运放输入端看进去相当于断路，称两个输入端“虚断路”。 “虚断路”是指集成运放两个输入端的电流趋于零，但又不是真正断路。 因为净输入电压为零，输入电阻为无穷大，所以两个输入端的输入电流也均为零。 对于运放工作在线性区的应用电路，“ 虚短”和“虚断”是分析其输入信号和输出信号关系的两个基本出发点。 集成运放工作在线性区的电路特征 电路引入负反馈。 对于单个集成运放，通过无源的反馈网络将集成运放的输出端与反相输入端连接起来，就表明电路引入了负反馈。 通过观察电路是否引入了负反馈来判断电路是否工作在线性区。 4.5.2 基本运算电路 “虚短”和“虚断”是分析运算电路的基本出发点。 在运算电路中，无论输入电压，还是输出电压，均是对“地”而言的。 用节点电流法和叠加原理求解运算关系式。 1. 比例运算电路 (1) 反相 比例运算电路 R′为补偿电阻(平衡电阻），以保证集成运放输入级差分放大电路的对称性。 R ′=R//Rf 反相比例运算电路的特点是: 1)比例系数为负数,输出电压与输入电压反相。 2)当R=Rf 时,uO=-uI,称为单位增益倒相器,又称为反相器。 3)输入电阻Ri数值不大。 4) uP=uN=0,电路无共模输入,对运放的共模抑制比要求不高。 T形网络反相比例运算电路 (2) 同相 比例运算电路 同相比例运算电路的特点是: 1)比例系数为正数,输出电压与输入电压同相。 2)输入电阻为∞，信号源负担减轻。 3)由于uP=uN=uI,运放存在共模输入,对运放的共模抑制比要求高。 电压跟随器 电压跟随器具有隔离和增强带负载能力的作用。 (3)差分比例运算电路 uI1单独作用时 uI2单独作用时 uI1和uI2单独作用时 例 求输出电压与输入电压的运算关系 小结： 掌握虚短路和虛断路的含义 掌握比例运算电路及公式 *