第11章_运算放大器.ppt

第 11 章 运算放大器 11.1.1 集成运算放大器的特点 11.1.2 电路的简单说明 11.1.3 主要参数 11.1.4 理想运算放大器及其分析依据 1. 理想运算放大器 3. 理想运放工作在线性区的特点 1. 串联电压负反馈 2. 并联电压负反馈 3. 串联电流负反馈 4. 并联电流负反馈 4. 并联电流负反馈 例1： 例2： 11.3.1 比例运算 1. 反相比例运算 2. 同相比例运算 2. 同相比例运算 11.3.2 加法运算电路 1. 反相加法运算电路 2. 同相加法运算电路 11.3.3 减法运算电路 11.3.4 积分运算电路 11.3.5 微分运算电路 比例-微分运算电路 11.3.1 比例运算 1. 反相比例运算 电压放大倍数 uo RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? － － 反馈电路直接从输 出端引出—电压反馈 输入信号和反馈信号加在 同一输入端—并联反馈 反馈信号使净输入 信号减小—负反馈 电压并联负反馈 输入电阻低， 共模电压 ? 0 结论： ① Auf为负值，即 uo与 ui 极性相反。因为 ui 加 在反相输入端。 ② Auf 只与外部电阻 R1、RF 有关，与运放本 身参数无关。 ③ | Auf | 可大于 1，也可等于 1 或小于 1 。 ④ 因u–= u+= 0 ， 所以反相输入端“虚地”。 例1：电路如下图所示，已知 R1= 10 k? ，RF = 50 k? 。 求：1. Auf 、R2 ； 2. 若 R1不变，要求Auf为 – 10，则RF 、 R2 应为 多少？ 解：1. Auf = – RF ? R1 = –50 ? 10 = –5 R2 = R1 ?? RF =10 ?50 ? (10+50) = 8.3 k? 2. 因 Auf = – RF / R1 = – RF ? 10 = –10 故得 RF = –Auf ? R1 = –(–10) ?10 =100 k? R2 = 10 ? 100 ? (10 +100) = 9. 1 k? uo RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? 因虚断，所以u+ = ui （1）电路组成 （2）电压放大倍数 uo RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? 因虚短，所以 u– = ui ， 反相输入端不“虚地” 因要求静态时u+、u?对地电阻相同， 所以平衡电阻R2=R1//RF u+ u– 输入电阻高 共模电压 = ui 电压放大倍数 电压串联负反馈 输入信号和反馈信号分别 加两个输入端—串联反馈 反馈电路直接从输 出端引出—电压反馈 因虚短，所以 u– = ui ， 反相输入端不“虚地” 反馈信号使净输入 信号减小—负反馈 uo RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? ⑤ 电压串联负反馈，输入电阻高、输出电阻低， 共模输入电压可能较高。 结论： ① Auf 为正值，即 uo与 ui 极性相同。因为 ui 加 在同相输入端。 ② Auf只与外部电阻 R1、RF 有关，与运放本 身参数无关。 ③ Auf ≥ 1 ，不能小于 1 。 ④ u– = u+ ≠ 0 ，反相输入端不存在“虚地”现象。 当 R1= ? 且 RF = 0 时， uo = ui ， Auf = 1， 称电压跟随器。 uo RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? 由运放构成的电压跟 随器输入电阻高、输出 电阻低，其跟随性能比 射极输出器更好。 uo ui + + – – + + ? – ? 左图是一电压跟随器，电源经两个电阻分压后加在电压跟随器的输入端，当负载RL变化时，其两端电压 uo不会随之变化。 uo + – + + ? – ? 15k? RL 15k? +15V 7.5k? 例： 负载电流的大小 与负载无关。 例2：负载浮地的电压-电流的转换电路 1. 能测量较小的电压； 2. 输入电阻高，对被 测电路影响小。 流过电流表的电流 IG Ux R2 R1 + – + + ? – ? RL ui R2 R1 + – + + ? – ? iL i1 因虚短, u–= u+= 0 平衡电阻： R2= Ri1 // Ri2 // RF ii2 ii1 if ui2 uo RF ui1 Ri2 Ri1 + +