第5章-運(yùn)放電路分析

1、第五章 含運(yùn)算放大器的電阻電路重點(diǎn)1、運(yùn)放的傳輸特性 u0/ui2、運(yùn)算放大器的兩條分析規(guī)則：虛短、虛斷3、含理想運(yùn)放的運(yùn)算電路的分析計(jì)算難點(diǎn)熟練計(jì)算多級(jí)的運(yùn)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(yùn)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(yùn)算放大器的電路的分析5-1 運(yùn)算放大器的電路模型一、運(yùn)放的特點(diǎn):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(yùn)放的圖形符號(hào)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(shí)

2、際運(yùn)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(dòng)輸入電壓三、實(shí)際運(yùn)放的外特性目錄上頁下頁返回退出實(shí)際運(yùn)放:線性放大區(qū):uo=AuduoUsat-Usat飽和區(qū):udu=U12Vosat四、運(yùn)放的電路模型aR0+-Au(u+ u-)運(yùn)放的特點(diǎn)： Rin比較大； Ro比較小； Au很大。Rinbu-+uou+-圖 5-3運(yùn)放的電路模型五、理想運(yùn)放的外特性理想運(yùn)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(shí)：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(yùn)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(shí)：u+=u-=0目錄上頁下頁返回退出理想運(yùn)放電路的解題步驟：1、利用虛短、虛斷列出運(yùn)放的輸入端的電壓/電流方程；2、只對(duì)運(yùn)放輸入端結(jié)點(diǎn)列結(jié)點(diǎn)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(jí)放大電路4KU01=-5V，Vo=25V目錄上頁下頁返回退出例6多級(jí)運(yùn)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(yùn)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(hào)，抑止無用信號(hào)，使一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)能順利通過，衰減很小， 而在此頻率范圍以外的信號(hào)不易通過，衰減很大，因?yàn)檫\(yùn)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(jì)一個(gè)用運(yùn)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(gè)輸入電壓的值，設(shè)x、y、z不超過10V,同時(shí)要求每一個(gè)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(yùn)放的應(yīng)用在電子