第4章 运算放大器

1.运放器理想化的主要条件：

（1）开环差模电压增益

（2）开环差模输入电阻（4）开环输出电阻（5）共模抑制比

在分析运算放大器电路时，一般把运算放大器看成理想化。4.1.6理想运算放大器的条件与特性+–++–+u+u–uo

（3）开环共模输入电阻2.电压传输特性实际运放的电压传输特性uooUO+UO-线性工作区正饱和区负饱和区+–++–+u+u–uo很大，但不是无穷大Uo+

、Uo-为正、负饱和电压。

运算放大器输出电压与输入电压之间的关系称为电压传输特性。因此，当很小时，运放工作在线性区。理想运放器的电压传输特性uooUo+Uo-正饱和区负饱和区+–++–+u+u–uo据理想运放时，当

实际运放器开环电压放大倍数非常大，为了让运放器工作在线性区，必须加负反馈，限制其电压放大倍数。例4-1如图4-7所示为集成运放F007符号，正负电源电压为±15V，开环电压放大倍数Aud=2×105,

最大输出电压为±13V。

当运放器加下列输入电压时，输出电压及极性如何？(1)u+=15μV,u-=-10μV;(2)u+=-5μV,u-=10μV;(3)u+=0V,u-=5mV;(4)u+=5mV,u-=0V解：由运放器输出电压与输入电压的线性关系式得：

可见，当两个输入端之间的电压差绝对值小于65uV，输出电压可以用线性公式进行计算，；否则输出电压应该饱和值，因此有:3.实际运放器的“虚短”和“虚断”特性相当于两输入端之间短路,但又未真正短路，故称“虚短”。(2)(1),而uo是有限值,运放器开环输入电阻由于故从式可知（虚短）（虚断）+–++–+u+u–uoi–i+得：由于输入信号非常小，因此，每个端头的输入电流非常小，相当于每个输入端是断路的，但又未真正断路，故称“虚断”。4.3运算放大器的线性应用4.3.1反相输入运算放大电路4.3.2同相输入运算放大电路4.3.3差分电路1.反相比例运放电路据虚断有：据虚短其中，平衡电阻输入电阻:若则riifR1Rfi1uIR

+–+–++–+uou+u-4.3.1反相输入运放电路又因为例4-4有一电阻式压力传感器，其输出阻抗为500

，测量范围是（0～10）MPa，其灵敏度是+1mV/0.1MPa,现在要用一个输入电压范围是0～5V的标准表来显示这个传感器测量的压力变化，需要一个放大电路把传感器输出的信号放大到标准表输入需要的电压，试设计放大电路并确定各元器件参数。解：采用二级反相比例运算放大器构成放大电路第一级放大器的最高输入电压为：10MPa（1mV

/0.1MPa）=100mV=0.1V放大电路的最高输出电压（即标准表的最高输入电压）为5V。放大倍数：5V/0.1V=50由于反相比例运放器的输出电压与输入电压反相，因此，第一级放大后可以再接一级反向比例运放器，使相位符合要求。放大倍数：可以取第一级运放器放大倍数为-50，第二级运放器放大倍数为-1当一级运放器的输入电阻R1是信号源内阻的20倍时，可以认为一级运放器的输入电压约等于信号源电压（误差小于5%），即取输入电阻R1：即：一级运放器：R1RfR

+–++–+R12Rf2R2

+–++–+即：其中取：第二级放大器：所以：平衡电阻：R1RfR

+–++–+R12Rf2R2

+–++–+平衡电阻：（1）取

为信号源内阻的20倍。（2）（3）（4）