大学电子电路教程5

广东外语外贸大学信息科学技术学院《电路与电子技术基础》第二篇模拟电子技术基础主讲教师：李心广电话：36207428(O)

ri

大:几十k

几百k运放的特点：KCMRR很大

ro

小：几十几百

Ao

很大:104107理想运放：

ri

KCMMRR

ro

0Ao

运放符号：＋－u－u+uo－＋＋

u－

u+

uoAo国际符号国内符号一、开环差模电压放大倍数Aod无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在105107之间。理想运放的Aod为。二、共模抑制比CMMR所谓共模信号是指在差动放大管T1和T2的基极接入幅度相等、极性相同的信号。集成运放的主要性能指标差模信号是指在差动放大管T1与T2的基极分别加入幅度相等而极性相反的信号。四、输出电阻roro

=几-几十。三、差模输入电阻ridri>1M,有的可达100M以上。五、-3dB带宽fH运放是直流放大器，也可放大低频信号，不适用于高频信号。还有其他一些反映运放对成性、零漂等的参数。不再一一介绍。下面将分别介绍集成运放的应用。其中运放都是作为理想运放来处理。uiuo+UOM-UOMAo越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。uiuo_++Ao例：若UOM=12V，Ao=106，则|ui|<12V时，运放处于线性区。线性放大区9.1运放工作在线性区时的特点由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的理想运放。理想运放的条件虚短路放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。虚开路运放工作在线性区的特点一、在分析信号运算电路时对运放的处理二、分析运放组成的线性电路的出发点虚短路虚开路放大倍数与负载无关，可以分开分析。u+uo_++u–Ii信号的放大、运算有源滤波电路运放线性应用9.2.1比例运算电路作用：将信号按比例放大。类型：同相比例放大和反相比例放大。方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。9.2信号的运算电路i1=i2uo_++R2R1RPuii1i21.放大倍数虚短路虚开路一、反相比例运算电路结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。虚开路2.电路的输入入电阻ri=R1平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。RP=R1//R2uo_++R2R1RPuii1i2为保证一定定的输入电电阻，当放放大倍数大大时，需增增大R2，而大电阻阻的精度差差，因此，，在放大倍数数较大时，，该电路结结构不再适适用。电位为0，虚地输入电阻小小、共模电电压为0以及“虚地地”是反相相输入的特特点。_++R2R1RPuii1i23.反馈方式电压并联负负反馈输出电阻很很小！反相比例电电路的特点点：1.共模输入电电压为0，因此对运运放的共模模抑制比要要求低。2.由于电压负负反馈的作作用，输出出电阻小，，可认为是是0，因此带负负载能力强强。3.由于并联负负反馈的作作用，输入入电阻小，，因此对输输入电流有有一定的要要求。4.在放大倍数数较大时，，该电路结结构不再适适用。uo_++R2R1RPuiR4R3i1i2i4i3M例：求Au=?i1=i2虚短路虚开路虚开路该放大电路路，在放大大倍数较大大时，可避避免使用大大电阻。但但R3的存在，削削弱了负反反馈。二、同相比比例运算电电路_++R2R1RPuiuou-=u+=ui反馈方式：：电压串联负负反馈。输输入电阻高高。虚短路虚开路结构特点：：负反馈引到到反相输入入端，信号号从同相端端输入。虚开路同相比例电电路的特点点：3.共模输入电电压为ui，因此对运运放的共模模抑制比要要求高。1.由于电压负负反馈的作作用，输出出电阻小，，可认为是是0，因此带负负载能力强强。2.由于串联负负反馈的作作用，输入入电阻大。。_++uiuo此电路是电电压串联负负反馈，输输入电阻大大，输出电电阻小，在在电路中作作用与分离离元件的射射极输出器器相同，但但是电压跟跟随性能好好。三、电压跟跟随器结构特点：：输出电压全全部引到反反相输入端端，信号从从同相端输输入。电压跟随器器是同相比例运运算放大器器的特例。。9.2.2加减运算电电路作用：将若干个输输入信号之之和或之差差按比例放放大。类型：同相求和和和反相求和和。方法：引入深度电电压并联负负反馈或电电压串联负负反馈。这这样输出电电压与运放放的开环放放大倍数无无关，与输输入电压和和反馈系数数有关。一、反相求求和运算R12_++R2R11ui2uoRPui1实际应用时时可适当增增加或减少少输入端的的个数，以以适应不同同的需要。。i12iFi11R12_++R2R11ui2uoRPui1调节反相求求和电路的的某一路信信号的输入入电阻，不不影响输入入电压和输输出电压的的比例关系系，调节方方便。二、同相求求和运算实际应用时时可适当增增加或减少少输入端的的个数，以以适应不同同的需要。。-R1RF++ui1uoR21R22ui2此电路如果果以u+为输入，，则输出为为：-R1RF++ui1uoR21R22ui2u+与ui1和ui2的关系如何何？注意：同相求和电电路的各输输入信号的的放大倍数数互相影响响，不能单单独调整。。流入运放输输入端的电电流为0（虚开路）-R1RF++ui1uoR21R22ui2R´左图也是同同相求和运运算电路，，如何求同相相输入端的的电位？提示：1.虚开路：流流入同相端端的电流为为0。2.节点电位法法求u+。例：设计一个加加减运算电电路，RF=240k，使uo=10ui1+8ui2-20ui3解:(1)画电路。系数为负的的信号从反反相端输入入，系数为为正的信号号从同相端端输入。-R3RF++ui1uoR2R1ui2R4ui3(2)求各电阻值值。-R3RF++ui1uoR2R1ui2R4ui3uo=10ui1+8ui2-20ui3三、单运放放的加减运运算电路实际应用时时可适当增增加或减少少输入端的的个数，以以适应不同同的需要。。R2_++R5R1ui2uoui1R4ui4ui3R3R6R2_++R5R1ui2uoui1R4ui4ui3R3R6虚短路虚开路虚开路优点：元件少，成成本低。缺点：要求R1//R2//R5=R3//R4//R6。阻值的调调整计算不不方便。单运放的加加减运算电电路改进：采用双运放放电路。_++R2R1R1ui2uoR2ui1解出：单运放的加加减运算电电路的特例例：差动放放大器_++R2R1R1ui2uoR2ui1差动放大器器放大了两两个信号的的差，但是是它的输入入电阻不高高（=2R1）,这是由于反反相输入造造成的。例：A/D变换器要求求其输入电电压的幅度度为0~+5V，现有信号号变化范围围为-5V~+5V。试设计一一电平抬高高电路，将将其变化范范围变为0~+5V。+5V-5V+5V+2.5V电平抬高电路A/D计算机uiuouo=0.5ui+2.5Vuo=0.5ui+2.5V=0.5(ui+5)V_++10k20k+5V5kui20kuo1uo_++20k20k10k9.2.3微分运算电电路与积分分运算电路路u–=u+=0uit0t0uoui–++uoRR2i1iFC若输入：则：一、微分运运算i1iFtui0tuo0输入方波，，输出是三三角波。ui-++RR2Cuo二、积分运运算应用举例1：其他一些运运算电路：：对数与指指数运算电电路、乘法法与除法运运算电路等等，由于课课时的限制制，不作为为讲授内容容。积分电路的的主要用途途：1.在电子开关关中用于延延迟