第5章-運放電路分析

1、第五章 含運算放大器的電阻電路重點1、運放的傳輸特性 u0/ui2、運算放大器的兩條分析規(guī)則：虛短、虛斷3、含理想運放的運算電路的分析計算難點熟練計算多級的運放電路目錄上頁下頁返回退出本章作業(yè)n 5-2n 5-4n 5-5*本章目錄5-1 運算放大器的電路模型5-2 比例電路的分析5-3 含有理想運算放大器的電路的分析5-1 運算放大器的電路模型一、運放的特點:n 高增益(Au幾萬倍)n 高輸入電阻Rin:幾百千歐n 低輸出電阻Ro:幾百歐目錄上頁下頁返回退出二、運放的圖形符號同相輸入端aE+ + Au偏置電壓 + Au+_u+aEE+-+ ob_b反相E-uoou-輸出端輸入偏置電壓端三、實

2、際運放的外特性（傳輸特性）uo=Auu+ + Au+_u+u =-Au uououu =A (u+- u )=Au目錄上頁下頁返回退出電壓放大倍數(shù)(電壓增益)oud差動輸入電壓三、實際運放的外特性目錄上頁下頁返回退出實際運放:線性放大區(qū):uo=AuduoUsat-Usat飽和區(qū):udu=U12Vosat四、運放的電路模型aR0+-Au(u+ u-)運放的特點： Rin比較大； Ro比較??； Au很大。Rinbu-+uou+-圖 5-3運放的電路模型五、理想運放的外特性理想運放:理想化條件:i+u+uo + +_uoui-Usat RinUsat0Au Ro0 Au兩條規(guī)則:ud虛斷：i+=i-

3、=0虛短：u+=u-虛地：當(dāng)任一輸入端接地時：u+=u-=05-2 比例電路的分析一、電路模型分析法2RA+uiA很大，Rin很大， RO很小u-RoR1Rin+uo-Au-1(1+ R0 )(1+ R2+R2 ) 1+R2R1RinA R0R2目錄上頁下頁=uu0 - R2iR1返回退出二、利用理想運放性質(zhì)的分析法兩條規(guī)則（依據(jù)）：虛斷： Rin=，i+=i-=0虛短：uo為有限值, Au=，ud=0 u+=u-虛地：當(dāng)有輸入端接地時：u+=u-=0目錄上頁下頁返回退出理想運放電路的解題步驟：1、利用虛短、虛斷列出運放的輸入端的電壓/電流方程；2、只對運放輸入端結(jié)點列結(jié)點電壓方程；3、消去中

4、間變量u+、u-，得到u0=f(ui)。三、例題例1反相比例器(求輸R出輸i入之比）FFRi1i- - ui+-+uoRBFRRuo= -ui1目錄上頁下頁返回退出特殊情況：反相器RFiFRi1i-+-RB+ - uiR = Ruou= -uFoi目錄上頁下頁返回退出例2加法器R2R1i2i11i-+ - R1= R2= R3= RFui3R3i3R3iuu= -Ri2ui1(ui1R+ ui 2uoR+ ui3 )目錄上頁下頁返回退出RoF123uo=-(ui1+ ui 2+ ui3 )例3減法器RFR1R2R3+ - ui1uoui2目錄上頁下頁返回退出例4電壓跟隨器uo+_ui圖 5-7

5、電壓跟隨器4K2.52K1KVoU013V2K1K+ - + - 圖 6例5多級放大電路4KU01=-5V，Vo=25V目錄上頁下頁返回退出例6多級運算放大電路50vui1100Wk100kW-A1+1u o 150 kW100k Wui2ui333k W10v100kW10v100 kW50 kW-A2+uo 250 kWu o32-A3+10 kW目錄上頁下頁返回退出圖 5-10 較為復(fù)雜的運放電路的分析例7積分器和微分器CiF1Rui1uoRB+ - CRRBuo+ - iF1ui1目錄上頁下頁返回退出11u0= - RC ui dtu0= - RCdui dt 例8. 有源濾波器濾波器

6、是一種選頻電路，選出有用的信號，抑止無用信號，使一定頻率范圍內(nèi)的信號能順利通過，衰減很小， 而在此頻率范圍以外的信號不易通過，衰減很大，因為運算放大器是有源元件，所構(gòu)成的濾波器稱為有源濾波器。i1R1i-有源低通濾波器電路u-+ifRfR2Cu+uo+_+ui目錄上頁下頁返回退出ifRfu= u uC i-=i+=0i1R1i-u-+i2R2Cu+uo+_+i1= ifui- u+u+ - u= o R1Rfui - uCduCuo =du(1 +Rf )u+R1R2i2 = CdtR2C C + u+dtC= ui設(shè)：ui= cosw t解得：uC = u= cos(wt- 900+ q )

7、(RCw )2 + 1目錄上頁下頁返回退出uo =(1 +Rf ) cos(wt R1- 900+ q )(RCw )2 + 1當(dāng) w = 0uom= (1 + Rf )uom2R10當(dāng) w =1= wR2Cuom0=1(1 + Rf ) =2幅頻特性wo截至頻率wR1uomuom2目錄上頁下頁返回退出 例9+i14Ru-2Ri2_求uo 解4= -uo4R2R+4Vu+_+u0uo_= -2VR 例10R_RRi+u-3/2R+_+_3Vuo_+6VRu+_+uo_目錄上頁下頁返回退出u0=-2V 例11求uo+_+R+u1u36VR解+u1= 6V2+u= 3Vuo+_+_+Ru3u= u4= u2/ 2 =1.5Vu24u- uu- u+R 133VR= 3o Ru0=-u1+ 2u3= -6 + 3 =-3V目錄上頁下頁返回退出 練習(xí)設(shè)計一個用運放和電阻組成的電路，其輸出電壓為：2xyz其中x、y、z 分別表示三個輸入電壓的值，設(shè)x、y、z不超過10V,同時要求每一個電阻的功率不超過0.5W，確定各電阻的值。uRRy+_+uRzux+o_R2Ru目錄上頁下頁返回退出六、運放的應(yīng)用在電子