第七章运算放大器7.1运算放大器特性同相比例放大电路反相比例放大

第七章运算放大器7.1运算放大器特性同相比例放大电路反相比例放大电路7.2基本运算电路应用加法电路减法电路7.1集成运放的特性---两种工作状态1.理想运放主要具有如下特性：①差模开环电压增益无穷大：Aod→∞；②差模输入电阻无穷大：rid→∞；③输出电阻为零：ro→0。例如设：电源电压±VCC=±10V。运放的Aod=104│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。Aod越大，线性区越小，当Aod→∞时，线性区→0VVuuA∞－+io+0uoui+10V-10V+Uom-Uom-1mV+1mV线性区非线性区非线性区+10V-10V+Uom-Uom0uoui为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：理想运放工作在线性区的条件：电路中有负反馈！运放工作在线性区的分析方法：虚短（u+=u-）虚断（ii+=ii-=0）2.线性区uu+－A∞+RiiRuu－+ffoi113.非线性区（正、负饱和状态）运放工作在非线性区的条件：电路开环工作或引入正反馈！VVuuA∞－+io++10V-10V+Uom-Uom0uoui7.2比例运算电路一.反相比例运算虚地点i1=if（虚断）因为有负反馈，利用虚短和虚断u+=0u－=u+=0（虚地）反馈方式：电压并联负反馈uu+－A∞+RiiRuu－+ffoi11电压放大倍数:ofvi1uRAuRfo1iRuRu输入电阻：R1输出电阻：Ro0反相比例运算电路具有如下特点：•由于反相比例电路存在“虚地”，所以它的共模输入电压接近于零，因此对集成运放的共模抑制比没有太高的要求，这也是反相比例电路很显著的优点。•是电压负反馈，Ro→0，带负载能力强。•是并联负反馈，Rif→0，Ri≈R1，所以对输入信号的负载能力有一定的要求。二.同相比例运算电路u-=u+=uii1=if（虚断）foi1i0RuuRu因为有负反馈，利用虚短和虚断反馈方式：电压串联负反馈电压放大倍数:ofvi1uRA1uR输入电阻Ri：∞输出电阻Ro：0uu+_A+ouu+fiRf1iR1i同相比例运算电路具有如下特点：•因为v－＝v＋＝vi，即同相比例运算电路的共模输入电压等于vi，因此，对集成运放的共模抑制比的要求较高。这是它的主要缺点。•是电压负反馈，Ro→0，带负载能力强。•是串联负反馈，Rif→∞。1.反相加法器：若R1=R2=R,0uui1+i2=if一.加法运算电路uuu－0u2R∞AfofRi2+i+i2u－R+i1Ri11虚地fo2i21i1RuRuRu)(i22fi11fouRRuRRu)(i2i1fouuRRu7.3基本运算电路【例7.1】要求用集成运算放大器设计实现电路设选取反馈电阻o123105vvvvf100kR2.同相求和运算：uuuuRi1RRf+i1A+－－∞ofiu+i2R12同相比例运算:u)RR(ufo1uu+-A+ouu+fifRRii112120iiuuuuRR121212//iiuuuRRRRRR1212foff1212//iiiiuuuuRRRuRRRRRRRRRRRRR电路的平衡条件12of12iiuuuRRR二.减法运算电路1、利用加法器和反相比例器)(OA2fi11fuRRuRRuoi11fi22fi22fi11f))((uRRuRRuRRuRRuouuu0f－uuR－i1RRoiA+1+∞+R2fAR+－u∞u－++Ri2uOA/2R2、差动减法器i22331fi11f)1(uRRRRRuRRuo231fRRRR若uuui1+f+R3u∞－AuR－oR1+R2i2)(i1i21fuuRRuo则有：i1u1R-u-ufROui2u2R+u3R+u+u-u三.加法--减法运算电路根据叠加原理，首先考虑v1、v2的反相输入作用，这时将v3、v4接地处理12o1f12vvvRRR考虑v3、v4的同相输入作用，将v1、v2接地处理34o2f3412f34//////vvRvRRRRRRRRRRRRR电路的平衡条件3412oo1o2f3412vvvvvvvRRRRR【例7.2】分析图7-2-9所示的电路功能34o1f34vvvRRRo1312412off12f3412vvvvvvvvRRRRRRRRR

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