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[物理]5 含运算放大器的电阻电路LLL
* 第五章 含运算放大器 的电阻电路 重点 (1)理想运算放大器的外部特性; (2)含理想运算放大器的电阻电路分析; (3)熟悉一些典型的电路; 正电源 负电源 反相输入端 (倒向输入端) 输出端 同相输入端 (非倒向输入端) 1、运算放大器的电路符号 备注: 2、运算放大器有多种型号,如 、 等; 3、有些运放还有调零端、补偿端等; 4、运放必须接上工作电源才能正常工作。 1、运放起电压放大作用: 5.1 运算放大器的电路模型 2、运放的工作电源 1、设计运放电路时,通常采用双电源模式; 单电源模式 双电源模式 2、以后画运放电路时,将省去电源。 3、 运算放大器的静特性 实际特性 近似特性 线性工作区 正向饱和区 反向饱和区 线性放大区 正向饱和区 反向饱和区 4、 运放的电路模型 运放电路的理想化处理: 输入电阻 输出电阻 的有关参数: 5.2 实际运放的电路分析 以反相比例放大器为例 负反馈元件 参见P128 5.3 理想运放电路分析 虚开: 虚短: uO必须由外部电路决定!!! 1、反相比例放大器 (1) 求 (2) 根据虚短求 (3) 列KCL方程求 与 的关系 对uO无影响 2、同相比例放大器 (1) 求 (2) 根据虚短求 (3) 列KCL方程求 与 的关系 同相比例放大器之二 或 反相比例放大器与同相比例放大器比较 3、多输入反相比例放大器 (反相)加法器 4、差动放大器 减法器 5、电压跟随器 6、积分器 7、微分器 因A一般很大,上式分母中Gf(AGo-Gf)一项的值比(G1+ Gi + Gf) (G1+ Gi + Gf)要大得多。所以,后一项可忽略,得 近似结果可将运放看作理想情况而得到。 表明 uo / ui只取决于反馈电阻Rf与R1比值,而与放大器本身的参数无关。负号表明uo和ui总是符号相反(反相比例器)。 根据理想运放的特性分析: (1) 根据“虚短”: (2)根据“虚断”: (1) 当 R1 和 Rf 确定后,为使 uo 不超过饱和电压(即保证工作在线性区),对ui有一定限制。 (2) 运放工作在开环状态极不稳定,振荡在饱和区;工作在闭环状态,输出电压由外电路决定。 ( Rf 接在输出端和反相输入端,称为负反馈)。 注意 u+ = u- =0,i1= ui/R1 i2= -uo /Rf i-= 0,i2= i1 + _ uo _ + ? + + _ ui R1 Rf RL i1 i2 u+ u- 下 页 上 页 返 回 2. 加法器 比例加法器:y =a1x1+a2x2+a3x3 ,符号如下图: ui1/R1+ ui2 /R2+ ui3 /R3 =-uo /Rf uo= -(Rf /R1 ui1 +Rf /R2 ui2+Rf /R3 ui3) u-= u+=0 i-=0 + _ uo _ + ? + R2 Rf i- u+ u- R1 R3 ui1 ui2 ui3 x1 a1 a2 a3 -1 -y y x2 x3 下 页 上 页 返 回 3. 正相比例器 u+= u-= ui i+= i-= 0 uo =[(R1 + R2)/R2 ] ui =(1+ R1/R2) ui _ + ? + Ri ui R1 R2 u+ u- i- + _ uo + _ i+ (uo-u-)/R1= u-/R2 根据“虚短”和“虚断” 结论 (1)uo与ui同相 (2)当R2=?,R1=0时,uo=ui, 为电压跟随器 (3)输入、输出关系与运放 本身参数无关。 下 页 上 页 返 回 4. 电压跟随器 特点: ① 输入阻抗无穷大(虚断); ② 输出阻抗为零; 应用:在电路中起隔离前后两级电路的作用。 ③ uo= ui。 电 路 A 电 路 B _ + ? + + _ + _ ui uo 下 页 上 页 返 回 例 可见,加入跟随器后,隔离了前后两级电路的相互影响。 R2 RL R1 + _ u2 + _ u1 _ + ? + + _ u1 R1 R2 RL + _ u2 A电路 下 页 上 页 返 回 *
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