模电课件-7运算放大电路

8.1集成运算放大器应用电路的基本知识8模拟信号的运算8.2典型运算电路8.3有源滤波电路8.4信号变换电路8.1集成运算放大器应用电路

的基本知识1.集成运算放大器的内部组成单元集成运算放大器的内部结构框图2.集成运算放大器的符号

运算放大器的代表符号（a）国家标准规定的符号（b）国内外常用符号3.运算放大器的电路模型图2.1.3运算放大器的电路模型通常：开环电压增益

Auo的105（很高）输入电阻

ri

106Ω（很大）输出电阻

ro

100Ω（很小）

uO＝Auo(uP－uN)

（V－＜

uO

＜V＋）

注意输入输出的相位关系运放的电压传输特性设：电源电压±VCC=±10V。

Aod越大，线性区越小，当Aod→∞时，线性区→0vi+­vo+10V-10V+Uom-Uom0uoui2.理想运放的线性工作区理想运放工作在线性区的条件：

电路中有负反馈！运放工作在线性区的分析方法：虚短（u+=u-）虚断（ii+=ii-=0）8.2典型运算电路8.2.1比例运算电路8.2.2加法和减法运算电路8.2.3对数和指数运算电路8.2.4模拟乘法器及其典型应用电路8.2.5积分运算和微分运算电路根据虚短和虚断的概念有

un≈

up＝

0

，ii＝0所以i1＝i2

即（可作为公式直接使用）8.2.1反相放大电路输入电阻Ri

输出电阻Ro

Ro→08.2.1反相放大电路T型网络反相比例运算电路3344v42同相放大电路（a）电路图（b）小信号电路模型图2.3.1同相放大电路1.基本电路

2同相放大电路（1）电压增益Av

根据虚短和虚断的概念有

up≈vn，ip＝-in＝0所以（可作为公式直接使用）2同相放大电路2.几项技术指标的近似计算（2）输入电阻Ri

输入电阻定义根据虚短和虚断有

vi＝vp，ii＝ip≈0所以（3）输出电阻Ro

Ro→02.3.1同相放大电路3.电压跟随器根据虚短和虚断有uo＝un≈up＝ui（可作为公式直接使用）同相比例：当(开路)或时，vo=vI称为电压跟器。

此电路是同相比例运算的特殊情况，输入电阻大，输出电阻小。在电路中作用与分立元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。电压跟随器的作用无电压跟随器时负载上得到的电压电压跟随器时ip≈0，up＝us根据虚短和虚断有uo＝un≈up＝usA1构成同相比例运算电路，A2构成反相比例运算电路8.2.2加法和减法运算电路根据虚短、虚断和N点的KCL得：若则有（该电路也称为加法电路）方法2：应用叠加原理电路可等效为两个反相比例运算电路2同相求和运算电路应用叠加原理求P点对地电压求得输出电压3加减运算电路从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。当则若继续有则根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：（该电路也称为差分电路或减法电路）增益为从放大器角度看时，加减运算电路+­R2RfR1vs1－＋voR3vs2+­R2RfR1vs1－＋voR3vs21.利用差分式电路以实现减法运算vi1作用vi2作用综合：+­R2RfR1vs1－＋voR3vs2+­R2RfR1vs1－＋voR3vs2用叠加原理求解：则一种高输入电阻的加减运算电路仪用放大器利用反相信号求和实现减法运算vs1R2R1RfR0RRR/2-+-+vs2vovo18.2.3对数和指数运算电路1.二极管组成的对数运算电路由二极管电流和端电压近似满足指数关系根据虚短和虚断2.晶体管组成的对数运算电路忽略晶体管基区体电阻压降设共基极放大系数为1，则有则输出电压为3.指数运算电路因为因此输出电压如果则如果则模拟乘法器

其中K为比例因子，量纲:V-1符号：

一、基本原理（略）vovXvYKvXvY模拟乘法器是实现两个模拟量相乘的非线性电子器件，利用它可以方便地实现乘、除、乘方和开方运算电路。广泛的应用于广播电视、通信、仪表和自动控制系统中，进行模拟信号的处理。类型：二象限乘法器：一个为固定极性，另一个为可正可负。四象限乘法器：uX、uY

皆为可正可负.二.模拟乘法器应用1.乘方运算电路由乘法器的功能如果令K=R2/R1则:注意：为保证电路为负反馈，必须有：根据虚断2.除法运算电路uX2>0vx1iiv2vvx2KvXvY为二象限模拟乘法器ui为负值！负反馈条件？3.开平方运算电路KuXuYRu2RpR+_uiuoi2i1或积分电路和微分电路1.积分电路式中，负号表示uO与uI在相位上是相反的。根据“虚短”，得根据“虚断”，得因此电容器被充电，其充电电流为设电容器C的初始电压为零，则（积分运算）积分电路和微分电路当vI为阶跃电压时，有uO与

t

成线性关系1.积分电路习题练习:画出在给定输入波形作用下积分器的输出波形。tus021234