S5-3含运放的电阻电路分析下面采用理想运放线性模型分析几种常用的运放电路一、电压跟随器图5-13(a)所示电压跟随器是一种最简单的运放电路O+ud=0iin= 0o十++uo+=UinUo0O(a)(b)图5 - 13
§5－3 含运放的电阻电路分析 一、电压跟随器 图5－13(a)所示电压跟随器是一种最简单的运放电路。 下面采用理想运放线性模型分析几种常用的运放电路。 图5－13
0+ud=0in= 0O8++Xuoi+=Winuo00工T(a)(b)图5-13工作于线性区的理想运放，其差模输入电压u.0，根据KVL可求得输出电压u与输入电压源电压u.的关系(5-11)uin.它等效于增益为的VCVS[图(b)l。该电路的输出电压u将跟随输入电压u.的变化，故称为电压跟随器
工作于线性区的理想运放，其差模输入电压ud=0，根 据KVL可求得输出电压uo与输入电压源电压uin的关系 (5 11) uo = uin − 它等效于增益为 l的VCVS[图(b)]。该电路的输出电压 uo将跟随输入电压uin的变化，故称为电压跟随器。 图5－13
由于该电路的输入电阻R.为无限大（u.-0)和输出电阻R为零，将它插入两个双口网络之间（图5-14)时，既不会影响网络的转移特性，又能对网络起隔离作用，故又称为缓冲器。图5-14
由于该电路的输入电阻Ri为无限大(uin=0)和输出电阻 Ro为零，将它插入两个双口网络之间(图5－14)时，既不会 影响网络的转移特性，又能对网络起隔离作用，故又称为 缓冲器。 图5－14
例5-5电路如图5-15所示，试计算开关接在a和a位置及接在b和b位置时的转移电压比u/uin。Xi=0N1N2S21a++8030bin40u210上图5-15解：网络N,和N，的转移电压比为2K38+4+in
解：网络 N1和N2的转移电压比为 4 1 3 1 1 3 2 8 4 4 2 o 2 i n 1 1 = + = = = + = = u u K u u K 例5-5 电路如图5－15所示，试计算开关接在a和a 位置， 及接在b和b 位置时的转移电压比uo /uin。 图5－15
80Nii=0aN2-SS2a..+?++803Qb'bWinu40u2110uaH图5-15开关S、S,接在a、a时，在N和 N,间插入电压跟随器不会影响u和K,的值，又由于跟随器的输出电阻为零，N的接入不会影响u,的值，即u=u,。该电路总的转移电压比为Uiuouo= Ki ×KKUinuUin
开关S1、S2接在a、a 时，在 N1和 N2间插入电压跟随器， 不会影响u1和K1的值，又由于跟随器的输出电阻为零，N2 的接入不会影响u2的值，即u1 = u2。该电路总的转移电压比 为 6 1 4 1 3 2 1 2 2 o i n 1 i n o = = = K K = = u u u u u u K 图5－15
Xi=0NN2AS2!a'-80+30b-uin40u2110上图5 - 15开关 S、S,接在b、b'时，N,和 N,直接相连，由于N,输入电阻对N的影响，K将会变化，总转移电压比为4(3+1)4+3+1K4(3 +1)203+1uin84+3+1由此例可见，使用缓冲器可以隔离两个电路的相互影响，从而简化了电路的分析与设计
图5－15 开关 S1、S2接在b、b 时， N1和 N2直接相连，由于N2 输入电阻对N1的影响，K1将会变化，总转移电压比为 20 1 4 1 5 1 3 1 1 4 3 1 4(3 1) 8 4 3 1 4(3 1) i n o = = + + + + + + + + = = u u K 由此例可见，使用缓冲器可以隔离两个电路的相互影 响，从而简化了电路的分析与设计
二、 反相放大器利用理想运放输入端口的虚短路特性(i=it-0），写出电路中结点①的KCL方程Ri2R=1ud=0O0++WinXuo1=。图5 - 16Ruouin(5-12)解得WinuORRR
二、反相放大器 利用理想运放输入端口的虚短路特性(i -=i +=0)，写出电 路中结点①的KCL方程 f o 2 1 in 1 R u i R u i − = = = 解得 (5 12) in 1 f o = − u − R R u 图5－16
Rr(5-12)uWinGR当R>R,时，输出电压的幅度比输入电压幅度大，该电路是一个电压放大器。式（5－12）中的负号表示输出电压与输入电压极性相反，故称为反相放大器。例如,R,-1kQ2,R=10kQ2,u.(t)=8cosot mV时，输出电压为Rf-10uin=-80cosotmVuuinORi
当Rf>R1时，输出电压的幅度比输入电压幅度大，该电 路是一个电压放大器。式（5－12）中的负号表示输出电压 与输入电压极性相反，故称为反相放大器。 例如, R1=1k,Rf=10k, uin(t)=8cost mV时，输出电 压为 i n 10 i n 80 cos mV 1 f o u u t R R u = − = − = − (5 12) i n 1 f o = − u − R R u
三、 同相放大器利用理想运放的虚短路特性，写出图示电路中结点①的KCL方程Rri2i-=0ud=0++i+=uoR1O图5-16UinuinM(5-13)uinu解得RRiRi
三、同相放大器 利用理想运放的虚短路特性，写出图示电路中结点① 的KCL方程 1 o i n 2 1 i n 1 R u u i R u i − = = = 解得 1 (5 13) in 1 f o − = + u R R u 图5－16
R(5-13)Winu由于输出电压的幅度比输入电压的幅度大，而且极性相同，故称为同相放大器例如R,=1kQ,R,=10kQ,um(t)=8cosot mV时，输出电压为R1luin=88cosot mVu二uinC楼T
由于输出电压的幅度比输入电压的幅度大，而且极性 相同，故称为同相放大器。 例如R1=1k,Rf=10k, uin(t)=8cost mV时，输出电压 为 1 n 11 i n 88cos mV 1 f o u u t R R u i = = = + 1 (5 13) i n 1 f o − = + u R R u