第五章 含有运算放大器的 电阻电路 主要内容： 1.运算放大器的电路模型 2.运算放大器在理想化条件下的外部特征 3.含有运算放大器的电阻电路分析
第五章 含有运算放大器的 电阻电路 主要内容： 1. 运算放大器的电路模型 2. 运算放大器在理想化条件下的外部特征 3. 含有运算放大器的电阻电路分析
§5-1 运算放大器的电路模型 一、运算放大器的电路符号 a 8+ + 0 ud b 儿- + + + 二0 E a:反向输入端，输入电压u- a H-o d 0 b:同向输入端，输入电压u+ + 0:1 输出端，输出电压u。 b
§51 运算放大器的电路模型 一、运算放大器的电路符号 º + _ _ + u+ u- º + _ uo a o + _ ud _ + + b a： 反向输入端，输入电压 ub：同向输入端，输入电压 u+ o： 输出端, 输出电压 uo + _ ud u+ u- uo _ + + a b o
二、运算放大器输入和输出的关系 a ud =u.-u_ 差动输入电压 d 0 + uo uo A(u*-u)=Aud b 分三个区域： 近似特性 ①线性工作区： sat 实际特性 lualUas,则u。=Usat ③反向饱和区： sat ua<Uas,则。=-Usat
二、运算放大器输入和输出的关系 + _ ud u+ u- uo _ + A + a b ud =u+-u- 差动输入电压 u A u u Aud ( ) 0 Usat -Usat Uds -Uds uo ud O 分三个区域： ①线性工作区： |ud | Uds, 则 uo= Usat ud<- Uds, 则 uo= -Usat 实际特性 近似特性
三、运算放大器电路模型 R：运算放大器两输入端 间的输入电阻。 A(u+-u-) R。:运算放大器的输出电阻。 四、理想运算放大器 在线性放大区，将运放电路作理想化处理 儿-O =00 o i=0,i=0。即从输入端看进去， 元件相当于开路（虚开路）。 R=( 理想运放的电路符号 输出电压与后级负载无关
三、运算放大器电路模型 Ri ：运算放大器两输入端 间的输入电阻。 Ro：运算放大器的输出电阻。 + _ A(u+-u- ) Ro Ri u+ u- 四、理想的运算放大器 理想运放的电路符号 + _ ud u+ u- uo _ + + i+ i- 在线性放大区，将运放电路作理想化处理 i+=0 , i-=0。 即从输入端看进去， 元件相当于开路(虚开路)。 Rin Ro 0 输出电压与后级负载无关
A>0∞ .u为有限值，则u=0,即u+=w,两个输入端之间 相当于短路（虚短路）： 近似特性 U 正向饱和区 sat ud-0 实际特性 sat ud OUds ud 0 反向饱和区 -U sat -U sat ua<0
A ∵ uo为有限值，则ud=0 ,即u+ =u-，两个输入端之间 相当于短路(虚短路)； uo ud 0 Usat -Usat 正向饱和区 ud>0 反向饱和区 ud<0 Usat -Usat Uds -Uds uo ud O 实际特性 近似特性
§5-2 比例电路的分析 反相比例器 运放等效电路 y W。=um= G(AGo-G) G:G:(AGo-G:)+(G+G+G(G+Go+G) 之一 G R
§52 比例电路的分析 反相比例器 + _ uo _ + A + + _ ui R1 Rf RL 1 2 R1 Ri Rf Ro Au1 + _ + _ u1 + _ uo + _ ui RL 运放等效电路 1 2 i f O f 1 i f f L f O f f 1 o n2 ( ) ( )( o ) ( ) u G AG G G G G G G G G AG G G G u u i 1 f i f 1 o u R R u G G u
§5-3 含有理翅运算放大器的 电路的分析 理想运算放大器的特征： 儿-O 0∞ ud “虚短”：W+=W Ho “虚断”：i+=i=0 1.由理想运放构成的反相比例器： 2 “虚短”：u+=W_=0,i=u:/R1 iz=-uo/R “虚断”：i=0,i2=1 R R
§53 含有理想运算放大器的 电路的分析 + _ ud u+ u- uo _ + + i+ i- “虚短”： u+ = u- “虚断”： i+ =i-= 0 理想运算放大器的特征： 1. 由理想运放构成的反相比例器： + _ uo _ + + + _ ui R1 Rf RL i1 i2 i- u- u+ “虚短”： u+ = u- =0，i1= ui /R1 i2= -uo /Rf “虚断”： i-= 0，i2= i1 i 1 f o u R R u
2.正相比例器 u=u-ui i i4=i=0 R ux (u。-w-)/R=u_I/R2 + 儿 u。=(R1+R2)R21 =(1+RR2)u: 0 3.电压跟随器 Ho-Wi + + Mo 在电路中起隔离前后 两级电路的作用。 0
2. 正相比例器 u+= u-= ui i+= i-= 0 uo =(R1 + R2 )/R2 ui =(1+ R1 /R2 ) ui _ + R + i ui R R1 2 u+ u- i- + _ uo + _ i+ (uo-u- )/R1= u- /R2 3. 电压跟随器 _ + + + _ uo + _ ui uo= ui 在电路中起隔离前后 两级电路的作用
R + + 儿2≠ R 2 u uj R2 R uz R1+R2 R + + 儿2= R Wi uj R2 2 R1+R2
1 1 2 2 2 u R R u R 1 1 2 2 2 u R R u R R2 RL R1 + _ u2 + _ u1 _ + + + _ u1 R1 R2 RL + _ u2
4.加法器 R R R2 ui2o R U30 + u.=u+=0 L Wo l i=0 uil/R+ui2/R2+ui3/R3=-uo/R uo=-(R/R1uil+R/R2 ui2+Rt/R3 Ui3)
4. 加法器 ui1/R1+ ui2 /R2+ ui3 /R3 =-uo /Rf uo= -(Rf /R1 ui1 +Rf /R2 ui2+Rf /R3 ui3) u-= u+=0 i-=0 + _ uo _ + + R2 Rf i- u + u- R1 R3 ui1 ui2 ui3