运算放大的计算方法

1、1实操考试题实操考试题 2v1、（本题为必答题，初级、助理级考生都必须作答。40分）v请设计并完成一个运放调理电路。基本参数如下，输入电压在00.2V可调，放大器放大倍数111倍（输出范围为02.2V），具有过压保护功能，设计内容包括：v（1）00.2V可调输入分压电路。v（2）111倍的放大器电路。v（3）放大器输出过压保护电路(最大不超2.5V）。v请正确画出电路设计原理图，并结合设计内容进行说明。v注：可提供三组电压：12V、12V和+5V，+5V可以作为可调分压电路的一端。 3v2、（初级、助理必答，50分）请用面包板在EDP试验箱上设计并完成一个运放调理电路。基本参数如下: 输入电压

2、可在00.2V可调，放大器放大倍数111倍，具有过压保护功能，设计内容包括：v（1）完成00.2V可调输入分压电路设计，硬件实现。（8分）v（2）输入电压在0.1V左右时，完成111倍的放大器电路设计，硬件实现。（15分）v（3）放大器具有输出过压保护电路。（最大不超过2.5V），硬件实现。（12分）v（4）电路安装、焊接质量。（15分）v注：可提供三组电压：12V、12V和+5V，+5V可以作为可调分压电路的一端。 43、利用三极管（9012）、20欧姆/2W电阻设计一个单片机I/O可以控制的加热模块（20欧姆/2W的电阻为被加热对象），画出电路图。4、利用1K的热敏电阻（NTC）以及色环电

3、阻设计一个温度采集器，要求输出电压值，当热敏电阻为1K时，输出电压不大于0.5V，画出电路图。5、利用运算放大器对温度采集器输出的电压进行比例放大，放大倍数16倍可调，放大器具有输出过压保护电路（最大输出不超过3.6V），画出电路图。5集成运放v集成运算放大器（简称运放）是一种高增益、高输入电阻、高增益、高输入电阻、低输出电阻低输出电阻的的多级直接耦合放大器，其内部结构如下图：输入级：采用差动放大电路（抑制零漂）；输入级：采用差动放大电路（抑制零漂）；中间级：直接耦合多级放大电路（提供高增益）；中间级：直接耦合多级放大电路（提供高增益）；输出级：互补对称推挽电路（低输出电阻）；输出级：互补对称

4、推挽电路（低输出电阻）；偏置电路：恒流源电路。偏置电路：恒流源电路。6集成运放的理想化条件Ovv -v v -v0 OVDvA1.无限大的差模输入电阻、趋于零的输出电阻2.无限大的差模电压增益和共模抑制比3.无限大的频带宽度以及趋于零的失调和飘移当为有限值，则输入的差模电压（）就必趋于零，即同时，由于差模输入电阻趋于无穷，因而流进集成运放输入端的电流也就必趋于零，即 i 07理想集成运放的各项指标。理想集成运放的各项指标。即：即：Avd （差模开环电压增益）（差模开环电压增益） ； Rid （差模输入电阻（差模输入电阻 ） ；越大越好；越大越好 Ro （输出电阻）（输出电阻） =0；越小越好；

5、越小越好 KCMR （共模抑制比）（共模抑制比） ；越大抑制性越好；越大抑制性越好 IIB（输入偏置电流）（输入偏置电流） =(IB1+IB2)；（越小越；（越小越好）好）8理想运放线性运用的两个重要特点：理想运放线性运用的两个重要特点：运放的两个工作区：运放的两个工作区：线性区：线性区：输入、输出满足输入、输出满足Uo=Aud(U+-U-) 工作在线性区的运放必须引入深度负反馈。工作在线性区的运放必须引入深度负反馈。非线性区：非线性区：工作在开环或引入正反馈的运放工作在非工作在开环或引入正反馈的运放工作在非 线性区。线性区。9v理想运放理想运放工作在工作在线性区线性区时，有两个重要特点：时，

6、有两个重要特点：v（1）同相端电位与反相端电位相等：）同相端电位与反相端电位相等：vU+ = U-v 称为称为“虚短虚短”；v（2）同相输入端与反相输入端的输入电流均为零）同相输入端与反相输入端的输入电流均为零v I+ = I- =0 v 称为称为“虚断虚断”。v 虚短、虚断是分析运放线性运用电路的基本出虚短、虚断是分析运放线性运用电路的基本出发点发点10例例1：A为理想运放，写出为理想运放，写出uo表达式表达式。(a) U+ = 0 = U-又又 I+ = I- = 0 Uo = 5V(b) U+ = 3V = U-又又 I+ = I- = 0 uo = U- = 3V11IR(c)UVU2

7、3201020mAUIIR5 . 0103210) 3(,0VUIURo122205 . 02012例例2：写出：写出uo1表达式，设运放为理想运放。表达式，设运放为理想运放。B解：由虚地及虚断解：由虚地及虚断031110201011011ooBuUUuUUU解出解出 uo1 = 3V13解：解：223132010103oouUUuUVU例例3：写出：写出uo2表达式，设运放为理想运放。表达式，设运放为理想运放。解出解出 uo2=9V14解：解：1)1(3121)1(31110201012133ooouUUuuUVU解出解出 uo1=4V15运放主要性能参数（直流）v输入失调电压： 一个理想的

8、运放，当两个输入端加相同的电压或直接接地时，其输出电压应为零，但实际上不为零。为使输出电压为零，在两个输入端间加有补偿直流电压VIO，该VIO称为输入失调电压。v输入失调电流： 当运放的输出电压为零时，将两输入端偏置电流的差称为输入失调电流，即 IIO IB IB 其中IB为同相输入端基极电流，IB为反相输入端基极电流。16v共模抑制比： 将运放的差模电压放大倍数AVD与共模电压放大倍数AVC之比称为共模抑制比，用KCMR表示，单位一般用dB运放主要性能参数（直流）20lgVDCMRVCAKdBAKCMR 愈大，表示放大器对共模信号（温度飘移，零点飘移等）的抑制能力愈强。17运放主要性能参数（

9、交流）v增益带宽积： 运放的带宽BW通常等于截止频率fc。增益越高，带宽越窄，增益带宽积为常数，即 AVBW常数 将放大倍数等于1时的带宽称为单位增益带宽。v转换速率（摆动率）： 运放在大幅度阶跃信号作用下，输出信号所能达到的最大变化率称为转换速率或摆率，用SR表示，其单位为V/us。18集成运放的基本应用v反相放大器OFVF1i1P1RARRRR0RR /FR闭环增益：输入电阻：输出电阻：平衡电阻：特例：当Rf=R1时，Auf = - 1 , 即 Uo = -Ui 称为反相器。19集成运放的基本应用v同相放大器OFVF1iP1RARRR0RR /icFrR闭环增益：1+输入电阻：输出电阻：平

10、衡电阻：20v特例：当特例：当 Rf = 0，R1 = ，v Auf = Uo / Ui = 1，Uo = Uiv 称为电压跟随器。称为电压跟随器。21集成运放的基本应用v差动放大器1312112313O3FVD212id12123FO211RRVRRAVVRRRRR2RRRRRVVVFFOFRRRVVVRRRRRR 21当， 时为差动放大器，差模电压增益：输入电阻：当时为减法器，输出电压22集成运放的基本应用v弱信号检测放大器1234567FO4FVD215RRRRRRRRVRRRA14641VVRR3，23集成运放的基本应用v窗比较器24集成运放的基本应用v有源滤波器：fc =20KHz1

11、2348+-U1ALM358+12-12C1152C2101R110KR210Kvivo25集成运放的基本应用v求和运算（加法运算）v积分运算v微分运算v乘法运算26调理电路的设计 、什么是调理电路？ 、调理电路的作用是什么？ 、调理电路采用什么元器件？27单运放OP07管脚图28双运放管脚图29调理模块原理图U1OP07AH3247681VCC12VVEE-12VR110kR21kR3100R44.7kVDD5V30调理模块原理图31v1、（本题为必答题，初级、助理级考生都必须作答。40分）v请设计并完成一个运放调理电路。基本参数如下，输入电压在00.2V可调，放大器放大倍数111倍（输出范围为02.2V），具有过压保护功能，设计内容包括：v（1）00.2V可调输入分压电路。v（2）111倍的放大器电路。v（3）放大器输出过压保护电路(最大不超2.5