第二章理想运算放大器及其运算电路课件.ppt

1、2.1.1 u+ + + uo u 运算放大器有三个端子：反相输入端、同相输入端、输出端 u、 u+、 uo分别表示反相输入端、同相输入端、输出端电压两个重要法则：1.虚断：rid 则：I+=I-=02.虚短： Aod= ，uid=u-u+ =0 则： u-=u+ 2.1.2 u+ ro rid Auouid uo u + uid _ 为了简化分析并突出主要性能，通常把集成运放看成是理想的。它应当满足下列条件：1. 开环差模电压增益Aod2.开环差模输入电阻rid 3.开环输出电阻ro 04.共模电压增益Aoc 05.带宽BW idouu2.2.1 根据两个重要法则得出：虚断：i1 =if虚短

2、：u-=u+=0 i1= if = 输入、输出电压之间的关系：uo= ui由上式可知：输出电压与输入电压的相位相反 ，大小成一定比例。1RuuifoRuu 1RRf Rb + + uo ui Rf R1 i1 if Rb + + uo ui Rf R1 i1 if 电路的输入、输出电阻：在理想情况下， Rif = =R1 ， Rof = 01iui闭环电压增益为：Auf=当R1 = Rf时，uo=ui，该电路就成了反相器。图中电阻Rb称为平衡电阻，通常Rb=R1Rf，以保证其输入端的电阻平衡，从而提高差动电路的对称性。 1RRf Rb ui + + uo Rf R1 i1 if 2.2.2 根

3、据运放工作在线性区的两条法则可知：虚断：虚短： 而 由此可得： 由上式可知：输出电压与输入电压的相位相同 ，大小成一定比例。f1ii iuuufofof1110RuuRuuiRuRuiii，iuRRu1fo1 同反相比例运算电路一样，为了提高差动电路的对称性，平衡电阻 。 闭环电压放大倍数为： 当Rf=0或R1时，Auf=1，即uo=ui，这时输出电压跟随输入电压作相同的变化，称为电压跟随器。ui +uofbRRR/11fo1RRuuAiuf Rb ui + + uo Rf R1 i1 if 例例 在图示电路中，已知R1=100k， Rf=200k ，ui=1V，求输出电压uo。 ui + +

4、 R2 + + uo Rf R1 uo1 解解 第一级为电压跟随器，作为第二级的输入。第二级为反相比例运算电路，其输出电压为：(V) 21100200o11ouRRufV 1o1iuu i2 ui2 Rb + + uo ui1 Rf if R1 i1 R2 根据运放工作在线性区的两条法则可知： 21fiii 111Ruii，222Ruii，fofRui 由此可得： )(22f11foiiuRRuRRu 若f21RRR，则： )(21oiiuuu 可见输出电压与两个输入电压之间是一种反相输入加法运算关系。这一运算关系可推广到有更多个信号输入的情况。平衡电阻f21/RRRRb。 2.3.1 R2

5、+ + uo Rf R1 ui1 ui2 R3 2.3.2 由叠加定理：ui1单独作用时为反相比例运算电路，其输出电压为：ui2单独作用时为同相比例运算电路，其输出电压为：ui1和ui2共同作用时，输出电压为：11foiuRRu23231f1fo11iuRRRRRuRRu 23231f11fooo1iiuRRRRRuRRuuu Rp2 RP1 + + uo ui1 Rf + + uo1 R R R1 R2 ui2 ：第一级为反相器，第二级为加法运算电路22f11fo12f11fo2o1)(iiiiuRRuRRuRRuRRuuu ui + + C R iC iR uo 2.4.1 由图可得：虚断

6、：虚短：u-=u+=0由此可得：可见：输出电压是输入电压对时间的积分。RC是积分时间常数。若ui为恒定电压U，则输出电压为：CRii RuiiRdtduCdtuudCdtduCiCooC)(dtuRCui1otRCUuo iC ui + + C R iR uo 2.4.2 由图可得：虚断：虚短：u-=u+=0由此可得：可见：输出电压是输入电压的微分。RC是微分时间常数。CRii RuRuuiRoodtduCdtuudCdtduCiiiC)(CdtduRCuio精品课件精品课件！精品课件精品课件！1 熟练掌握各种电路图熟练掌握各种电路图的结构和结论的结构和结论2 能够分析电路、设计能够分析电路、设计简单电路简单电路