第4章 運算放大器

1.運放器理想化的主要條件：

（1）開環(huán)差模電壓增益

（2）開環(huán)差模輸入電阻（4）開環(huán)輸出電阻（5）共模抑制比

在分析運算放大器電路時，一般把運算放大器看成理想化。4.1.6理想運算放大器的條件與特性+–++–+u+u–uo

（3）開環(huán)共模輸入電阻2.電壓傳輸特性實際運放的電壓傳輸特性uooUO+UO-線性工作區(qū)正飽和區(qū)負飽和區(qū)+–++–+u+u–uo很大，但不是無窮大Uo+

、Uo-為正、負飽和電壓。

運算放大器輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系稱為電壓傳輸特性。因此，當很小時，運放工作在線性區(qū)。理想運放器的電壓傳輸特性uooUo+Uo-正飽和區(qū)負飽和區(qū)+–++–+u+u–uo據(jù)理想運放時，當

實際運放器開環(huán)電壓放大倍數(shù)非常大，為了讓運放器工作在線性區(qū)，必須加負反饋，限制其電壓放大倍數(shù)。例4-1如圖4-7所示為集成運放F007符號，正負電源電壓為±15V，開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aud=2×105,

最大輸出電壓為±13V。

當運放器加下列輸入電壓時，輸出電壓及極性如何？(1)u+=15μV,u-=-10μV;(2)u+=-5μV,u-=10μV;(3)u+=0V,u-=5mV;(4)u+=5mV,u-=0V解：由運放器輸出電壓與輸入電壓的線性關(guān)系式得：

可見，當兩個輸入端之間的電壓差絕對值小于65uV，輸出電壓可以用線性公式進行計算，；否則輸出電壓應該飽和值，因此有:3.實際運放器的“虛短”和“虛斷”特性相當于兩輸入端之間短路,但又未真正短路，故稱“虛短”。(2)(1),而uo是有限值,運放器開環(huán)輸入電阻由于故從式可知（虛短）（虛斷）+–++–+u+u–uoi–i+得：由于輸入信號非常小，因此，每個端頭的輸入電流非常小，相當于每個輸入端是斷路的，但又未真正斷路，故稱“虛斷”。4.3運算放大器的線性應用4.3.1反相輸入運算放大電路4.3.2同相輸入運算放大電路4.3.3差分電路1.反相比例運放電路據(jù)虛斷有：據(jù)虛短其中，平衡電阻輸入電阻:若則riifR1Rfi1uIR

+–+–++–+uou+u-4.3.1反相輸入運放電路又因為例4-4有一電阻式壓力傳感器，其輸出阻抗為500

，測量范圍是（0～10）MPa，其靈敏度是+1mV/0.1MPa,現(xiàn)在要用一個輸入電壓范圍是0～5V的標準表來顯示這個傳感器測量的壓力變化，需要一個放大電路把傳感器輸出的信號放大到標準表輸入需要的電壓，試設計放大電路并確定各元器件參數(shù)。解：采用二級反相比例運算放大器構(gòu)成放大電路第一級放大器的最高輸入電壓為：10MPa（1mV

/0.1MPa）=100mV=0.1V放大電路的最高輸出電壓（即標準表的最高輸入電壓）為5V。放大倍數(shù)：5V/0.1V=50由于反相比例運放器的輸出電壓與輸入電壓反相，因此，第一級放大后可以再接一級反向比例運放器，使相位符合要求。放大倍數(shù)：可以取第一級運放器放大倍數(shù)為-50，第二級運放器放大倍數(shù)為-1當一級運放器的輸入電阻R1是信號源內(nèi)阻的20倍時，可以認為一級運放器的輸入電壓約等于信號源電壓（誤差小于5%），即取輸入電阻R1：即：一級運放器：R1RfR

+–++–+R12Rf2R2

+–++–+即：其中取：第二級放大器：所以：平衡電阻：R1RfR

+–++–+R12Rf2R2

+–++–+平衡電阻：（1）取

為信號源內(nèi)阻的20倍。（2）（3）（4）