《電路》第五版 邱關(guān)源羅先覺第五章含有運(yùn)算放大器的電阻電路

第五章含運(yùn)算放大器的電阻電路重點(diǎn)

（1）理想運(yùn)算放大器的外部特性；（2）含理想運(yùn)算放大器的電阻電路分析；（3）熟悉一些典型的電路；

運(yùn)算放大器(operationalamplifier)是一種有著十分廣泛用途的電子器件。最早開始應(yīng)用于1940年，1960年后，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)算放大器逐步集成化，大大降低了成本，獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。5.1運(yùn)算放大器的電路模型1.簡介

應(yīng)用主要用于模擬計(jì)算機(jī)，可模擬加、減、積分等運(yùn)算，對電路進(jìn)行模擬分析。在信號處理、測量及波形產(chǎn)生方面也獲得廣泛應(yīng)用。+__+u+u-+_uoao+_ud_+A+b電路符號a：

反向輸入端，輸入電壓u－b：同向輸入端，輸入電壓

u+o：輸出端,輸出電壓

uo其中參考方向如圖所示，每一點(diǎn)均為對地的電壓，在接地端未畫出時(shí)尤須注意。A：電壓放大倍數(shù)，可達(dá)十幾萬倍:公共端(接地端)在

a,b間加一電壓

ud=u+-u-，可得輸出uo和輸入ud之間的轉(zhuǎn)移特性曲線如下：分三個區(qū)域：①線性工作區(qū)：|ud|

<=Usat/A,則

uo=Aud②正向飽和區(qū)：③反向飽和區(qū)：ud>則

uo=Usatud<-

則uo=-Usat2.運(yùn)算放大器的靜特性是一個數(shù)值很小的電壓，例如Usat=13V,A=105，則=0.13mV。Usat-Usat-Uo/VUd/mVO實(shí)際特性近似特性au+u-uoo+_ud_+A+b3.電路模型輸入電阻輸出電阻在線性放大區(qū)，將運(yùn)放電路作如下的理想化處理：①

Auo為有限值，則ud=0,即u+=u-，兩個輸入端之間相當(dāng)于短路(虛短路)；②

Ri

4.理想運(yùn)算放大器i+=0,i－=0。即從輸入端看進(jìn)去，元件相當(dāng)于開路(虛斷路)。+_A(u+-u-)RoRiu+u-＋－uo③

Ro

05.2含有理想運(yùn)算放大器的電路分析1.反相比例器+_uo_+A++_uiR1RfRL12遵循兩條規(guī)則：1.同向輸入端和反向輸入端電位相同。2.同向輸入端和反向輸入端的輸入電流均為零根據(jù)理想運(yùn)放的特性分析：(1)根據(jù)“虛短”：（2）根據(jù)“虛斷”：當(dāng)

R1和Rf

確定后，為使uo

不超過飽和電壓(即保證工作在線性區(qū))，對ui有一定限制。注意u+=u-

=0，i1=ui/R1i2=-uo

/Rfi-=0，i2=i1+_uo_+++_uiR1RfRLi1i2u+u-2.加法器如令R1＝R2＝R3＝Rf

，則ui1/R1+ui2/R2+ui3/R3=-uo

/Rfuo=-(Rf

/R1

ui1

+Rf

/R2

ui2+Rf/R3

ui3)u-=u+=0i-=0+_uo_++R2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2ui3uo=-(ui1

+ui2+ui3)3.正相比例器u+=u-=uii+=i-=0uo=[(R1+R2)/R2]

ui

=(1+R1/R2)ui(uo-u-)/R1=u-/R2根據(jù)“虛短”和“虛斷”結(jié)論（1）uo與ui同相（2）當(dāng)R2=，R1=0時(shí),uo=ui，為電壓跟隨器_++RiuiR1R2u+u-i-+_uo+_i+4.電壓跟隨器特點(diǎn)：①輸入阻抗無窮大(虛斷)；②輸出阻抗為零；應(yīng)用：在電路中起隔離前后兩級電路的作用。③uo=ui。電路A電路B_+++_+_uiuo例可見，加入跟隨器后，隔離了前后兩級電路的相互影響。R2RLR1+_u2+_u1_+++_u1R1R2RL+_u2A電路5.減法運(yùn)算+_uo_++R2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2i1ifu-=u+i-=i+=0i1=if解得：6.積分運(yùn)算u-=0i-=0iR=iCC+_uo_+++_uiRiCi-u-iR7.微分運(yùn)算u-=0i-=0iR=iCC+_uo_+++_uiRiCi-u-iR例+_uo_+++_4V4R2Ri1i2u+u-求uo解例+_uo_+++_