第5章-运放电路分析

1、第五章 含运算放大器的电阻电路重点1、运放的传输特性 u0/ui2、运算放大器的两条分析规则：虚短、虚断3、含理想运放的运算电路的分析计算难点熟练计算多级的运放电路目录上页下页返回退出本章作业n 5-2n 5-4n 5-5*本章目录5-1 运算放大器的电路模型5-2 比例电路的分析5-3 含有理想运算放大器的电路的分析5-1 运算放大器的电路模型一、运放的特点:n 高增益(Au几万倍)n 高输入电阻Rin:几百千欧n 低输出电阻Ro:几百欧目录上页下页返回退出二、运放的图形符号同相输入端aE+ + Au偏置电压 + Au+_u+aEE+-+ ob_b反相E-uoou-输出端输入偏置电压端三、实

2、际运放的外特性（传输特性）uo=Auu+ + Au+_u+u =-Au uououu =A (u+- u )=Au目录上页下页返回退出电压放大倍数(电压增益)oud差动输入电压三、实际运放的外特性目录上页下页返回退出实际运放:线性放大区:uo=AuduoUsat-Usat饱和区:udu=U12Vosat四、运放的电路模型aR0+-Au(u+ u-)运放的特点： Rin比较大； Ro比较小； Au很大。Rinbu-+uou+-图 5-3运放的电路模型五、理想运放的外特性理想运放:理想化条件:i+u+uo + +_uoui-Usat RinUsat0Au Ro0 Au两条规则:ud虚断：i+=i-

3、=0虚短：u+=u-虚地：当任一输入端接地时：u+=u-=05-2 比例电路的分析一、电路模型分析法2RA+uiA很大，Rin很大， RO很小u-RoR1Rin+uo-Au-1(1+ R0 )(1+ R2+R2 ) 1+R2R1RinA R0R2目录上页下页=uu0 - R2iR1返回退出二、利用理想运放性质的分析法两条规则（依据）：虚断： Rin=，i+=i-=0虚短：uo为有限值, Au=，ud=0 u+=u-虚地：当有输入端接地时：u+=u-=0目录上页下页返回退出理想运放电路的解题步骤：1、利用虚短、虚断列出运放的输入端的电压/电流方程；2、只对运放输入端结点列结点电压方程；3、消去中

4、间变量u+、u-，得到u0=f(ui)。三、例题例1反相比例器(求输R出输i入之比）FFRi1i- - ui+-+uoRBFRRuo= -ui1目录上页下页返回退出特殊情况：反相器RFiFRi1i-+-RB+ - uiR = Ruou= -uFoi目录上页下页返回退出例2加法器R2R1i2i11i-+ - R1= R2= R3= RFui3R3i3R3iuu= -Ri2ui1(ui1R+ ui 2uoR+ ui3 )目录上页下页返回退出RoF123uo=-(ui1+ ui 2+ ui3 )例3减法器RFR1R2R3+ - ui1uoui2目录上页下页返回退出例4电压跟随器uo+_ui图 5-7

5、电压跟随器4K2.52K1KVoU013V2K1K+ - + - 图 6例5多级放大电路4KU01=-5V，Vo=25V目录上页下页返回退出例6多级运算放大电路50vui1100Wk100kW-A1+1u o 150 kW100k Wui2ui333k W10v100kW10v100 kW50 kW-A2+uo 250 kWu o32-A3+10 kW目录上页下页返回退出图 5-10 较为复杂的运放电路的分析例7积分器和微分器CiF1Rui1uoRB+ - CRRBuo+ - iF1ui1目录上页下页返回退出11u0= - RC ui dtu0= - RCdui dt 例8. 有源滤波器滤波器

6、是一种选频电路，选出有用的信号，抑止无用信号，使一定频率范围内的信号能顺利通过，衰减很小， 而在此频率范围以外的信号不易通过，衰减很大，因为运算放大器是有源元件，所构成的滤波器称为有源滤波器。i1R1i-有源低通滤波器电路u-+ifRfR2Cu+uo+_+ui目录上页下页返回退出ifRfu= u uC i-=i+=0i1R1i-u-+i2R2Cu+uo+_+i1= ifui- u+u+ - u= o R1Rfui - uCduCuo =du(1 +Rf )u+R1R2i2 = CdtR2C C + u+dtC= ui设：ui= cosw t解得：uC = u= cos(wt- 900+ q )

7、(RCw )2 + 1目录上页下页返回退出uo =(1 +Rf ) cos(wt R1- 900+ q )(RCw )2 + 1当 w = 0uom= (1 + Rf )uom2R10当 w =1= wR2Cuom0=1(1 + Rf ) =2幅频特性wo截至频率wR1uomuom2目录上页下页返回退出 例9+i14Ru-2Ri2_求uo 解4= -uo4R2R+4Vu+_+u0uo_= -2VR 例10R_RRi+u-3/2R+_+_3Vuo_+6VRu+_+uo_目录上页下页返回退出u0=-2V 例11求uo+_+R+u1u36VR解+u1= 6V2+u= 3Vuo+_+_+Ru3u= u4= u2/ 2 =1.5Vu24u- uu- u+R 133VR= 3o Ru0=-u1+ 2u3= -6 + 3 =-3V目录上页下页返回退出 练习设计一个用运放和电阻组成的电路，其输出电压为：2xyz其中x、y、z 分别表示三个输入电压的值，设x、y、z不超过10V,同时要求每一个电阻的功率不超过0.5W，确定各电阻的值。uRRy+_+uRzux+o_R2Ru目录上页下页返回退出六、运放的应用在电子