运算放大器的常见电路

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时间:2019-05-10

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1、2.1集成电路运算放大器2运算放大器2.2理想运算放大器2.3基本线性运放电路2.4同相输入和反相输入放大电路的其他应用2.1集成电路运算放大器1.集成电路运算放大器的内部组成单元图2.1.1集成运算放大器的内部结构框图2.1集成电路运算放大器1.集成电路运算放大器的内部组成单元图2.1.2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2.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Avo的105(很高)输入电阻ri106Ω(很大)输出电阻ro100Ω(很小)vO=Avo(vP-vN)(V-<vO<V+)注意输入输出的相位关系2.运算放大器

2、的电路模型当Avo(vP-vN)V+时vO=V+当Avo(vP-vN)V-时vO=V-电压传输特性vO=f(vP-vN)线性范围内vO=Avo(vP-vN)Avo——斜率end2.2理想运算放大器1.vo的饱和极限值等于运放的电源电压V+和V-2.运放的开环电压增益很高 若(vP-vN)>0则vO=+Vom=V+若(vP-vN)<0则vO=–Vom=V-3.若V-

3、相放大电路2.3.2反相放大电路2.3.1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2.3.1同相放大电路2.负反馈的基本概念开环闭环反馈:将放大电路输出量,通过某种方式送回到输入回路的过程。瞬时电位变化极性——某时刻电位的斜率电路有vo=Avo(vp-vn)引入反馈后vn0,vp(vi)不变→(vp-vn)↓→vo↓使输出减小了,增益Av=vo/vi下降了,这时的反馈称为负反馈。2.3.1同相放大电路3.虚假短路图中输出通过负反馈的作用,使vn自动地跟踪vp,即vp≈vn,或vid=vp-vn≈0。这种现象称为虚假短路,简称虚短由于运放的输入电阻r

4、i很大,所以,运放两输入端之间的ip=-in=(vp-vn)/ri≈0,这种现象称为虚断。由运放引入负反馈而得到的虚短和虚断两个重要概念,是分析由运放组成的各种线性应用电路的利器,必须熟练掌握。2.3.1同相放大电路4.几项技术指标的近似计算(1)电压增益Av根据虚短和虚断的概念有vp≈vn,ip=-in=0所以(可作为公式直接使用)2.3.1同相放大电路4.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RoRo→02.3.1同相放大电路5.电压跟随器根据虚短和虚断有vo=vn≈vp=vi(可作为公式直接使用)电压跟随器的作

5、用无电压跟随器时负载上得到的电压电压跟随器时ip≈0,vp=vs根据虚短和虚断有vo=vn≈vp=vs2.3.2反相放大电路(a)电路图(b)由虚短引出虚地vn≈0图2.3.5反相放大电路1.基本电路2.几项技术指标的近似计算(1)电压增益Av根据虚短和虚断的概念有vn≈vp=0,ii=0所以i1=i2即(可作为公式直接使用)2.3.2反相放大电路2.几项技术指标的近似计算(2)输入电阻Ri(3)输出电阻RoRo→02.3.2反相放大电路当R2>>R3时,(1)试证明Vs=(R3R1/R2)Im解(1)根据虚断有Ii=0所以I2=Is=Vs/R1例2.3.3直流毫伏表电路(2)R1=R2=

6、150k,R3=1k,输入信号电压Vs=100mV时,通过毫伏表的最大电流Im(max)=?又根据虚短有Vp=Vn=0R2和R3相当于并联,所以–I2R2=R3(I2-Im)所以当R2>>R3时,Vs=(R3R1/R2)Im(2)代入数据计算即可end2.4同相输入和反相输入放大电路的其他应用2.4.1求差电路2.4.2仪用放大器2.4.3求和电路2.4.4积分电路和微分电路2.4.1求差电路从结构上看,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:2.4.1求差电路从放大器角度看时,增益为(该电路也称为差分电路或减法电路)2.4.1求差电路

7、一种高输入电阻的差分电路2.4.2仪用放大器2.4.3求和电路根据虚短、虚断和N点的KCL得:若则有(该电路也称为加法电路)2.4.4积分电路和微分电路1.积分电路式中,负号表示vO与vI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)2.4.4积分电路和微分电路当vI为阶跃电压时,有vO与t成线性关系1.积分电路2.4.4积分电路和微分电路2.微分

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