反相比例电路

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1、6.1.1反相比例电路6.1.2同相比例电路本节内容1集成运算放大器(简称集成运放)是一种理想的增益器件。为了分析方便,把集成运放电路均视为理想器件,应满足:(1)开环电压增益Au=(2)输入电阻Ri=,输出电阻Ro=0(3)开环带宽BW=(4)同相输入端端压与反相输入端端电压UP=UN时,输出电压Uo=0,无温漂。因此,对于工作在线性区的理想运算放大器应满足“虚短”:即UP=UN;“虚断”:即iP=iN=0本章讨论的即是上述“虚短、”“虚断”四字法则的灵活应用。2将输入信号按比例放大的电路,

2、称为比例运算电路。比例电路是实现输出电压Uo与输入电压Ui,成一定比例关系的运算电路。一般表达式为:其中k为比例系数。根据输入信号的不同接法,比例电路有三种基本形式:反相输入、同相输入和差动输入。36.1.1反相比例电路1、反相比例电路组成电路的反馈组态是:电压并联负反馈电路的反馈网络:如图所示反向比例运算电路的组成下图所示。由图可见,输入电压ui通过电阻R1加在运放的反向输入端。Rf是沟通输出和输入的通道。图6-1反相比例运算电路4(1)运放两个输入端电压相等并等于0,故没有共模输入信号,这样对运

3、放的共模抑制比没有特殊要求。(2)uN=uP,而uP=0,反相端R1没有真正接地,故称“虚地”点。(3)电路在深度负反馈条件下,电路的输入电阻为R1,输出电阻近似为零。因反向比例运算电路带有负反馈网络,所以,集成运放工作在线性工作区。利用“虚断”和“虚短”的概念可分析输出电压和输入电压的关系。反相比例电路的特点:52、反相比例电路电压放大倍数由虚断得:I+=I=0及If=I1,U+=I+R0=0(V)由虚短可知:U=U+=0(V),即“虚地”6T形网络反向比例运算电路中的平衡电阻为:如果要求放大

4、倍数100,R1=R2=R4=100k,则:R3=1.01k3、反相比例电路特例——T形网络反向比例运算电路T形网络反向比例运算放大器:将反向比例运算放大器电路中的电阻Rf被R2、R3和R4电阻所组成的T形网络替代。7T形网络反向比例运算放大器的放大倍数:当R3=∞时,该式与的结论相同。T形网络电路的输入电阻也是R1,但引入R3以后,使电路的反馈系数减小,电压放大倍数增加,用较小的反馈电阻,可以得到较大的电压放大倍数。6.1.2同相比例电路1、同相比例电路电路组成电路的反馈网络:如图所示输入电压

5、ui通过电阻RP加在运放的同向输入端。Rf是沟通输出和输入的通道。根据虚短的概念有:9同相比例电路的特点:(1)输入电阻高;(2)由于,电路的共模输入信号高,因此集成运放的共模抑制比要求高。同向比例运算放大器是属于电压串联负反馈放大器。利用“虚断”和“虚短”的概念可分析输出电压和输入电压的关系。根据“虚断”的概念可得:根据“虚短”的概念可得:根据电压放大倍数的表达式可得:2、同相比例电路电压放大倍数10式中的P为串联电路的分压比,所以该电路的电压放大倍数为:两种形式的同向运算电路,电压放大倍数的公式

6、仅相差一个分压比P。3、改进型同相比例电路为了电路的对称性和平衡电阻的调试方便,同向比例运算放大器通常还接成如下图所示的形式。因该电路的u+为:11根据式:可得:上式说明上图所示电路的电压放大倍数等于1,输出电压随着输入电压的变化而变化,具有这种特征的电路称为电压跟随器。4、同相比例电路特例——电压跟随器电压跟随器是同相比例运算的特例。假如对普通的同相比例电路,令Rf=0(或R1=∞),则电路变成如下图所示的形式。12如下图所示的同向比例运算电路,已知Au=10,且R1=R2。(1)求R3和R4与R

7、1的关系。(2)当输入电压ui=2mV时,R1的接地点因虚焊而开路,求输出电压uo的值。〖解〗根据:式可得:已知R1=R2,故R3=R4。将结果代入式:可得:R3=R4=10R1例题113当R1的接地点断开时,相当于式中的R1=∞,电路变成电压跟随器。根据电压跟随器输出电压与输入电压相等的特征可得:14〖解〗该运算电路由两级运算电路组成,第一个运放A1组成同向比例运算放大器,第二级A2组成反向比例运算放大器,根据多级放大器电压放大倍数的公式可得:如下图所示的比例运算电路,已知Au=-33,且R1=1

8、0k,R2=R4=100k。求R5和R6的阻值。例题215根据RP=RN的关系可得R6的值为:〖解〗电压放大被多数为:R5=300kR6=R4//R5=75k1617

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