邱關(guān)源《電路》第五章含有運算放大器的電阻電路1

1、1,第五章 含有運算放大器的電阻電路 ( operational amplifier ),5. 1 運算放大器的電路模型,5. 3 含理想運算放大器電路的分析,5. 2 比例電路的分析,2,運放的舊電路符號,運放的新電路符號,1、電路符號,5. 1 運算放大器的電路模型,3,圖(a),4,設在a,b間加一電壓 ud=u+u ， 則可得 uo = f (ud) 特性曲線：,Usat,-Usat,Uds,-Uds,分三個區(qū)域：,線性工作區(qū)：,-Usatuo Usat,正向飽和區(qū)：,反向飽和區(qū)：,ud Uds, 則 uo= UCC,ud- Uds, 則 uo= -UCC,2. 運算放大器的ud uo

2、 特性,這里Uds是一個數(shù)值很小的電壓，例如UCC=15V, A =105，則Uds=0.15mV。,5,輸入方式：,1)、單端輸入,同相輸入 :uo=Au+,反相輸入 :uo= Au,2)、雙端輸入（差動輸入）,uo =A(u+u) =Aud,uo =A(u+u) =1051010-6 =1V,6,3. 電路模型,VCVS,_,7,在線性放大區(qū)，將運放電路作如下的理想化處理：,理想運算放大器的條件及模型 (Ideal op amp),uo =A(u+u) =Aud,即從輸入端看進去，元件相當于開路稱為“虛斷”。,兩個輸入端之間相當于短路稱為“虛短”；,uo為有限值，,8,理想運放的電路符號,

3、在線性放大區(qū)，理想運放的兩個簡化條件：,9,例1,已知:741開環(huán)電壓放大倍數(shù)為2105 , Ri=2M, Ro=50, 試確定閉環(huán)電壓放大倍數(shù)uo/us,解:,分別對結(jié)點1和2列結(jié)點電壓方程:,代入數(shù)值整理,得:,其中:,5. 2 比例電路的分析,10,例1續(xù),將運算放大器(741)看成是理想運放,試確定閉環(huán)電壓放大倍數(shù)uo/us,解:,代入數(shù)值整理,得:,由理想運放構(gòu)成的反相(倒向)比例器,虛短:,虛斷： i+= i-= 0,11,由理想運放構(gòu)成的反相比例器：,(1) 當 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uS有一定限制。,(2) 運放工作在閉環(huán)狀

4、態(tài)時，輸出電壓由外電路決定。,注意：,當 Rf =R1 時，uo= -us 組成反相器，如下圖：,y = -x,12,1. 同相(非倒向)比例放大器,分析：,按分壓公式得：,即：,5. 3 含理想運算放大器電路的分析,13,電壓跟隨器,特點：, 輸入阻抗無窮大(虛斷)；, 輸出阻抗為零；,應用：在電路中起隔離前后兩級電路的作用。, uo= uin。,當R10，R2 時；uo= uin,14,例,可見，加入跟隨器后，隔離了前后兩級電路的相互影響。,15,2. 加法器,虛短：u-= u+=0,虛斷i-=0,工作原理分析：,16,2. 加法器,比例加法器：y =a1x1+a2x2+a3x3 ，符號如下圖：,17,練 習 1,?,?,18,練 習 2,若us =0.5V, 計算:1) uo ; 2) i 。,答案：-1.25V, 50A,解：,19,練 習 3,確定 uo,答案：-6V,或列結(jié)點1的KCL：,20,練 習 4,+,_,uo,_,+,+,+,_,3V,5k,2k,4k,8k,?,21,_,+,+,+,_,uin,R1,R6,1,+,_,uo,_,+,+,R2,R3,2,R5,R4,例 5-3,解：,uo,22,運算放大器的應用 (app