含有运放的电阻电路课件

1、2022-1-19含有运放的电阻电路1第五章：含有运算放大器的电阻电路第五章：含有运算放大器的电阻电路运算放大器的的电路模型运算放大器的的电路模型比例电路的分析比例电路的分析含有理想运算放大器的电路分析含有理想运算放大器的电路分析2022-1-19含有运放的电阻电路25-1 运算放大器的的电路模型运算放大器的的电路模型基本要求：掌握实际运算放大器和理想运算放大器的特性。基本要求：掌握实际运算放大器和理想运算放大器的特性。运算放大器运算放大器(运放运放)：是一种用集成电路工艺制成的多端元件。：是一种用集成电路工艺制成的多端元件。 运算放大器运算放大器NE5532P和和HA17339的封装图的封装

2、图 2022-1-19含有运放的电阻电路3NE5532P的的外部接线图外部接线图1 12 23 34 45 56 67 78 8+VCC-VCCu-u+Rou 其中：其中：Pin1,Pin5: 调零端。调零端。 Pin2: 反相输入端。反相输入端。 Pin3: 同相输入端。同相输入端。 Pin4: 负电源接入端。负电源接入端。 Pin6: 电压输出端。电压输出端。 Pin7: 正电源接入端。正电源接入端。 Pin8: 未用。未用。2022-1-19含有运放的电阻电路4符号符号一、运放的电路模型和符号一、运放的电路模型和符号实际运放的输入输出特性实际运放的输入输出特性双双端端输输入入 A)(A0

3、duuuu - - - -+ +差动输入电压差动输入电压 - -+ +- - uuudA 开环电压放大倍数开环电压放大倍数 实际运放的输入输出特性曲线实际运放的输入输出特性曲线-VCCud /mVu0正饱和区正饱和区负饱和区负饱和区线性区线性区+VCCu0+-+u u -+2022-1-19含有运放的电阻电路5 运算放大器参数的典型取值范围运算放大器参数的典型取值范围一、运放的电路模型和符号一、运放的电路模型和符号运算放大器在线性区时的电路模型运算放大器在线性区时的电路模型 ud /mVu0 线性区线性区+VCC-VCCR0RinAudu+-+u-ud+ +u0-2022-1-19含有运放的电

4、阻电路6二、理想运放的模型二、理想运放的模型理想化条件理想化条件: 1.无穷大的开环增益无穷大的开环增益; 2.无穷大的输入电阻无穷大的输入电阻; 3.零输出电阻。零输出电阻。 uoud0正向饱和区正向饱和区 ud0反向饱和区反向饱和区 ud0- -UsatUsat理想运放的外特性理想运放的外特性理想运放的电路模型理想运放的电路模型Audu+-+u-ud+ +u0-表示理想运放表示理想运放+-+u-u+u0 理想运放的符号理想运放的符号2022-1-19含有运放的电阻电路7三、理想运放的端口特性三、理想运放的端口特性 1 因为因为Rin ，所以输入电流，所以输入电流0,0ii-+ 两个输入端相

5、当于开路，所以此性质称为两个输入端相当于开路，所以此性质称为虚断虚断。2 因为因为A ，uo为有限值，则为有限值，则 ud=0。所以输入电压所以输入电压 uu+-两个输入端两个输入端相当于短路，所以此性质称为相当于短路，所以此性质称为虚短虚短 单端输入时：一个输入端接地，另一输入端单端输入时：一个输入端接地，另一输入端虚地虚地 +-+u-u+u0i -i +-+u-u+u0i -i +2022-1-19含有运放的电阻电路85-2 比例电路的分析比例电路的分析 运放开环工作极不稳定，一般外部接若干元件运放开环工作极不稳定，一般外部接若干元件 ，使其工作在闭环状态。，使其工作在闭环状态。一、比例倒

6、相器一、比例倒相器inu1R2Ru01i2i+uinRoR- -Au1R- -uou2Rinu运放等效电路运放等效电路1221211)111(RuuRuRRRinnnin - -+ + +ononRAuuRRuR- - - + + +- -2212)11(1- - uun1onuu 212211)111(RuuRuRRRinoin - -+ + +- -0)11()1(22 + + + +- - -ooouRRuRAR由结点法：由结点法：其中：其中：2022-1-19含有运放的电阻电路9解方程：解方程：)1(1)111)(11()1(2o22in12o1in2oRRARRRRRRRuRRAuo

7、- -+ + + + +- - - 所以：所以：2oin2122o12ino)1)(1(11RRARRRRRRRRuu- -+ + + + +- - 00022. 1112 - - RRin0uu设：设：A=50000，Rin =1M ，Ro =100 ，R2 =100K ， R1 =10K 则：则：12inoRRuu- - 可见用：可见用： 足够精确。足够精确。2022-1-19含有运放的电阻电路10如按照理想运算放大器计算：如按照理想运算放大器计算：与上述结果相同。与上述结果相同。inu1R2Ru01i2i+u因为：因为：i1=i2 虚断虚断 u - =0 =0 虚地虚地12in0RRuu

8、- - 201inRuRu- - 所以：所以：2022-1-19含有运放的电阻电路11 5-3 含有理想运算放大器的电路分析含有理想运算放大器的电路分析对于含有理想运放的电路，其分析常用以下方法：对于含有理想运放的电路，其分析常用以下方法： 1 理想运放的两条规则：理想运放的两条规则：“虚断虚断” 和和“虚短虚短” 2 结点电压法结点电压法例例1：正相比例器：正相比例器fR u1R1u+ u-i+i -u0R2u-规则规则1“虚断虚断”0 + +- -ii规则规则2“虚短虚短”+ +- - uu1u o22uRRRuf+ + - - -+ + uRRRuf22o12)1(uRRf+ + 如：如

9、：R2=，或：，或：Rf=0电压跟随器电压跟随器: u0= u1 u1 u02022-1-19含有运放的电阻电路12例例2：加法器：加法器 -+u1u0+-iR1三输入加法器三输入加法器u2u3R2R3i1i2i3ifRf根据虚短特性根据虚短特性312123123,uuuiiiRRR根据虚断特性和根据虚断特性和KCL：123fiiiii +根据欧姆定律和根据欧姆定律和KVL，求得输出电压和输入电压的关系：，求得输出电压和输入电压的关系：1231 12233123fffoffRRRuR iuuuk uk uk uRRR - -+123fRRRR若若123ouuuu -则：则：加权加法器加权加法器

10、加法器加法器2022-1-19含有运放的电阻电路13例例3 3：求：求uoi+_uo_+ +_6VRRu+u- -RR+_uo_+ +_3V1.5RR反相比反相比例器例器V235 . 10- - - - RRu2022-1-19含有运放的电阻电路14例例4 4：求：求uoVuVu3 621解：解：Vuuu5 . 12 243RuuRuuo-331Vuuu3362310-+-+-R+uo_+ +6V_+ +_+ +3V+RRRu4u3u2u1I1I22022-1-19含有运放的电阻电路15i1= if323RRRuuu+ + + +- -i2fiRuuRuuo11-解得：解得：11132301RRuRRRRRuuffii2)(- -+ + + 110321RRuuuRRRRf)( ,ii2f- - 当当例例5：减法器减法器Rfif+_uo_+ +R2i- -u+u- -R1R3ui1ui2i1i+ +u- -=u+根据虚短特性：根据虚短特性：i- -=i+=0根据虚断特性根据虚断特性 ：2022-1-19含有运放的电阻电路16例例6 6：积分运算：积分运算iR= iCdtuRCuio-1dtduCRuoi- i- -=0根据虚断特性根据虚断特性 ：u- -=u+=0根据虚短特性：根据虚短特性：dtuudCRuuoi)