模拟电子技术课件第二章

第二章运算放大器

基本运算电路

预备知识：集成运放的两种工作状态

一.反相比例运算

二.同相比例运算电路

三.电压跟随器

四.加法运算电路

五.减法运算电路

六.积分和微分电路预备知识：集成运放的两种工作状态1.运放的电压传输特性：设：电源电压±VCC=±10V。运放的Aod=104│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。Aod越大，线性区越小，当Aod→∞时，线性区→00uoui+10V-10V+Uom-Uom-1mV+1mV线性区非线性区非线性区+10V-10V+Uom-Uom0uoui2.理想运算放大器：开环电压放大倍数Aod=∞差摸输入电阻Rid=∞输出电阻Ro=0为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：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）3.线性区4.非线性区（正、负饱和状态）运放工作在非线性区的条件：电路开环工作或引入正反馈！运放工作在非线性区的分析方法在下一章讨论+10V-10V+Uom-Uom0uoui一.反相比例运算虚地点i1=if

（虚断）因为有负反馈，利用虚短和虚断u+

=0

u－=u+=0（虚地）反馈方式：电压并联负反馈电压放大倍数:2.1

基本运算电路例题1.

R1=10k

,Rf=20k,ui=-1V。求:uo

、Ri。说明R0的作用，R0应为多大？特点：共模输入电压=0（u－=u+=0）缺点：输入电阻小（

Ri=R1）R0为平衡电阻(使输入端对地的静态电阻相等):R0=R1//Rf采用T型反馈网络的反相比例电路目的：在高比例系数时，避免R1阻值太小，使输入电阻太小。分析：u+=u-=0（虚短）

i1=i2（虚断）u-=u+=uii1=if（虚断）平衡电阻R=Rf//R1因为有负反馈，利用虚短和虚断反馈方式：电压串联负反馈特点：输入电阻高缺点：共模输入电压≠0（u－=u+=ui）电压放大倍数:二.同相比例运算电路Au=1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。ui=u+=u-=uo因为有负反馈，利用虚短和虚断：三.电压跟随器1.反相加法器：若R1=R2=R,

平衡电阻R0=R1//R2//Rfi1+i2=if虚地四.加法运算电路2.同相求和运算：当R1=R2=Rf=R时,同相比例运算:1、利用加法器和反相比例器五.减法运算电路叠加原理2、差动减法器

ui1作用

ui2作用

综合：则有：1.积分电路六.积分和微分电路反相积分器：如果u

i=直流电压,输出将反相积分，经过一定的时间后输出饱和。tui0tuo0-UomTM积分时间设Uom=15V,ui=+3V,

R=10k,C=1F求积到饱和值的时间：

练习:画出在给定输入波形作用下积分器的输出波形。tui0212345tuo0-2-4-6应用举例：输入方波，输出是三角波。tui0tuo02.微分电路：u-=u+=0tui0tuo0例：,求uo。90°1、判断下列说法是否正确

（1）处于线性工作状态下的集成运放，反相输入端可按“虚地”来处理。（）

（2）反相比例运算电路属于电压串联负反馈，同相比例运算电路属于电压并联负反馈。（）

（3）处于线性工作状态的实际集成运放，在实现信号运算时，两个输入端对地的直流电阻必须相等，才能防止输入偏置电流IB带来运算误差。（）

（4）在反相求和电路中，集成运放的反相输入端为虚地点，流过反馈电阻的电流基本上等于各输入电流之代数和。（）2.（故障分析）电路如图所示，已知R1＝R2＝R3＝R4，假设运放是理想的。当Vi1＝Vi2＝1V时，测得Vo＝1V。你认为这种现象正常吗？若不正常，请分析是哪个电阻可能（有两种可能）出现了开路或短路故障（注：运放本身并未损坏）。3、一个可调的电压基准电路如图所示，A为理想运放

（1）计算输出电压的可调范围；

（2）当负载RL变化时，Vo会随之变化吗？

（3）若把运放A的负电源取消（即－12V端接地），分析此电路能否正常工作？4、电路如图,由理想运放组成求和积分器,相应两个输入信号波形如图。设运放最大输入电压Vom=±10V,写出输出关系式Ｖo=f(Ｖi1,Ｖi2)，并画