电路ch5含运放电阻电路

1、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；下 页返 回 运算放大器(operational amplifier)是一种有着十分广泛用途的电子器件。最早开始应用于1940年，1960年后，随着集成电路技术的开展，运算放大器逐步集成化，大大降低了本钱，获得了越来越广泛的应用。5.1 运算放大器的电路模型1. 简介 应用主要用于模拟计算机，可模拟加、减、积分等运算，对电路进行模拟分析。在信号处理、测量及波形产生方面也获得广泛应用。下 页上 页返 回 电路输入级偏置电路中间级用以电压放大输出级输入端输出端 符号7654

2、321+15V15V8个管脚：2：反相输入端3：同相输入端4、7：电源端6：输出端1、5：外接调零电位器8：空脚单向放大下 页上 页返 回+_+u+u-+_uoao+_ud_+A+b 电路符号a： 反相输入端，输入电压 ub：同相输入端，输入电压 u+o： 输出端, 输出电压 uo在电路符号图中一般不画出直流电源端，而只有a,b,o三端和接地端。其中参考方向如下图，每一点均为对地的电压 ，在接地端未画出时尤须注意。A：开环电压放大倍数，可达十几万倍: 公共端(接地端)下 页上 页返 回3. 电路模型输入电阻输出电阻当: u+= 0, 那么uo=Au当: u= 0, 那么uo=Au 在线性放大区

3、，将运放电路作如下的理想化处理： Auo为有限值，那么ud=0 ,即u+=u-，两个输入端之间相当于短路(虚短路)； Ri 4. 理想运算放大器i+=0 , i=0。 即从输入端看进去，元件相当于开路(虚断路)。+_A(u+-u-)RoRiu+u-uo Ro 0下 页上 页返 回5.2 含运算放大器的电路分析1. 反相比例器运放开环工作极不稳定，一般外部接假设干元件(R、C等)，使其工作在闭环状态。R1RiRfRoAu1+_+_u1+_uo+_uiRL运放等效电路21+_uo_+A+_uiR1RfRL12下 页上 页返 回用结点法分析：(电阻用电导表示)(G1+Gi+Gf)un1-Gf un2

4、=G1ui-Gf un1(Gf+Go+GL)un2 = - GoAu1u1=un1整理，得(G1+Gi+Gf)un1-Gf un2=G1ui(-Gf +GoA)un1(Gf+Go+GL)un2 =0解得uiR1RiRfRoAu1+_+_u1+_uo+_RL运放等效电路21下 页上 页返 回因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。说明 uo / ui只取决于反响电阻Rf与R1比值，而与放大器本身的参数无关。负号说明uo和ui总是符号相反(反相比例器)。下 页上

5、 页返 回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,称为负反响)。 注意u+ = u- =0，i1= ui/R1 i2= -uo /Rfi-= 0，i2= i1+_uo_+_uiR1RfRLi1i2u+u-下 页上 页返 回2. 加法器比例加法器：y =a1x1+a2x2+a3x3 ，符号如以下图：ui1/R1+ ui2 /R2+ ui3 /R3 =-u

6、o /Rfuo= -(Rf /R1 ui1 +Rf /R2 ui2+Rf /R3 ui3)u-= u+=0i-=0+_uo_+R2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2ui3x1a1a2a3-1-yyx2x3下 页上 页返 回3. 正相比例器u+= u-= uii+= i-= 0uo =(R1 + R2)/R2 ui =(1+ R1/R2) ui_+RiuiR1R2u+u-i-+_uo+_i+(uo-u-)/R1= u-/R2根据“虚短和“虚断结论1uo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： 输入

7、阻抗无穷大(虚断)； 输出阻抗为零；应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。 uo= ui。电路A电路B_+_+_uiuo下 页上 页返 回例可见，参加跟随器后，隔离了前后两级电路的相互影响。R2RLR1+_u2+_u1_+_u1R1R2RL+_u2A电路下 页上 页返 回5. 减法运算+_uo_+R2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2i1ifu-=u+i-=i+=0i1= if解得：下 页上 页返 回例+_uo_+_4V4R2Ri1i2u+u-求uo解例+_uo_+_6VRRiu+u-RR+_uo_+_3V3/2RR下 页上 页返 回+uo_+6VR_+_+3V+RRRu4u3u2u1例求uo解下 页上 页返 回练习设计一个用运放和电阻组成的电路，