运算放大器的计算.pdf

《运算放大器的计算.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、8-2運算放大器電路一、前言：運算放大器(OPerationalAmplifier；OPA)之方塊圖如圖所示，有兩個輸入端，一為反相端；另一為非反相端，一個理想OPA應具有下列之特性如下：理想運算放大器（OPA）的特性：(1)輸入阻抗Ri=∞(2)輸出阻抗Ro=0(3)電壓增益（開環）Avo=∞(4)頻帶寬度BW=∞(5)共模拒斥比CMRR=∞(6)Vi1=Vi2時，Vo=0（無抵補電壓）二、電路與解析：一個理想運算放大器之電路，除了造成負回授之外，一般是利用正端電位等於負端電位，且使用電流流不進OPA之觀念，請看下列之基本電路。1.反相放

2、大電路：如圖(一)所示：請求輸出電壓。圖(一)【詳解】：4k4k4kVo=(1−1)×(−)+(2−1)×(−)+(4−1)×(−)+14k2k1k=0−2−12+1=−13(V)2.非反相放大電路：如圖(二)所示：當Vs=200mV，請求輸出電壓。圖(二)【詳解】：V89k0(1).電壓增益A==+19=0VVk1in27(2).輸出電壓VAV=×=×=900.218V0Vin(3).因為18V已超過電源電壓15V，故輸出電壓為15V。3.樞密特觸發電路：屬於正回授電路，主要做為波形整形電路。如圖(十五)所示之電路，A與A12均為理想運算

3、放大器，輸出飽和電壓為±12V，當V=1.5V時，i輸出V=？o(A)−6V(B)+6V(C)−12V(D)+12V。【詳解】：2K2K(1)A之輸出為V=2×(1+)+1.5×(−)=2.4−0.3=2.1V10110K10K2K(2)A為反相樞密特電路，此時臨界電壓V=12×=2V2TH10K+2K2KV=−12×=−2VTL10K+2K(3).因此V=2.1V>V，故輸出V=−V=−12V01THOsat4.非反相加法器：如圖所示。如圖所示，若V1=10mV，V2=20mV，V3=30mV，假設OPA為理想，試求其輸出電壓(A)60m

4、V(B)120mV(C)180mV(D)−60mV【詳解】：(1)設OPA之非反相輸入端電壓為V＋，則⎛⎞10mmmk203030Vm=++×=⎜⎟15V+⎝⎠30kkk3030428210k(2)Vo=Av×V+=(1+)×15=120(mV)30k5.超高反相OPA電路：(1).如圖(一)所示，則電壓增益為何？圖(一)圖(二)【詳解】：RR24RR++24R3A=−VR1(2).如圖(二)所示，則電壓增益為何？【詳解】：將∆⇒Y形則44RR×4433RR++331R3A=−=−8VR(3).非反相超高增益OPA：V⎛⎞RR⎛⎞R0244

5、A==+×++⎜⎟11⎜⎟VVRR⎝⎠⎝⎠R+RS13126.反相加法器：如圖所示。圖中Vo為何值？(A)8伏特(B)−8伏特(C)−6伏特(D)4伏特29【詳解】：⎛⎞20kk⎛⎞20⎛⎞20k輸出電壓VV=×−1.5⎜⎟×−⎜⎟+−×−()0.5⎜⎟=+=6280⎝⎠10kk⎝⎠10⎝⎠5k7.減法器電路：當電阻比例相同時：如圖(二十一)所示之運算放大器電路，當V=5sin(2π×1000t)V時，i輸出電壓V=？o(A)−10sin(2π×1000t)V(B)−10cos(2π×1000t)V(C)5sin(2π×1000t)V(D)

6、0V。【詳解】：20KV=×(V−V)=0Voii10K8.減法器電路：當電阻比例不相同時：如圖所示，若V1=8V，V2=16V，R1=R3=100kΩ，R2=Rf=200kΩ，則輸出電壓Vo應接近多少？(A)8V(B)0V(C)−8V(D)16V【詳解】：⎛⎞200kkk100⎛⎞200VV=×−8⎜⎟+×16×+⎜⎟1=−+=161600⎝⎠100kk200+100kk⎝⎠100309.兩個運算放大器電路：如圖所示，試求電流I=?【解】：如圖所示：⎧350II+=1⎪⎨420II+=⇒=I0.83mA12⎪⎩66II+=210.反相積分

7、器電路：如圖所示：如圖所示，輸出Vo波形為(A)(B)(C)(D)31【詳解】：前端為積分器，後端為樞密特電路，輸出為方波，經過回授後進入積分器，使得積分器的輸出為三角波。公式有二：Vin(1).Vt=−×∆0RCVin0(2).V=∠900ωRC【範例1】：考慮電容C=100μF，其初值Vo=0V，又電阻R=5kΩ，輸入電壓Vi=1V，若開關SW在t=0時關上，則在經過2秒後，輸出電壓Vo=(A)1V(B)2V(C)－1V(D)－4V。【詳解】：1VV=−×=−2405k×100µ【範例2】：C=1μF，R=1MΩ，若Vi=3770sin

8、377tV時，試求出其輸出電壓（設Vc初始電壓為零）為多少伏特？(A)377sin377tV(B)377cos377tV(C)10sin377tV(D)10cos377tV。【詳