电路原理清华大学课件20-5含运算放大器的电阻电路.ppt

第第5 5章章 含运算放大器的电阻电路含运算放大器的电阻电路 5.1 运算放大器和它的静态特性 5.2 含运算放大器的电阻电路分析 本章重点 本章重点 运算放大器的静态特性 含运算放大器的电阻电路分析 返回目录 5.1 运算放大器（Operational Amplifier） 和它的静态特性 1 2 3 4 5 6 7 8 封装的8脚运放 补偿 补偿 同向输入 反向输入 负电源 正电源 空 输出 主要关心的端子： 反相输入、同相输入、输出、正电源、负电源 1. 端子 反相输入 同相输入 输出 正电源 负电源 电路符号 2. 电路符号 - + + V+ V- 简化的电路符号 a b o 3. 运算放大器的端电压 a： 反相输入端（inverting input），输入电压 u-。 b：同相输入端（noninverting input） ，输入电压 u+。 o： 输出端（output），输出电压 uo。 A：开环电压放大倍数（open-loop gain）。 : 公共端（接地端）。 + _ _ + u+ u- + _ uo a o + _ udud _ + A + b + _ US + _ US Usat -Usat Uds -Uds uo ud 0 线性工作区 |ud| Uds, 则 uo= Usat ud0 反向饱和区 ud0 理想运放的电路符号 + _ udud u+ u- uo _ + + i+ i- 返回目录 5.2 含运算放大器的电阻电路分析 1. 反相比例器（inverting amplifier） R1 Ri Rf Ro Au1 + _ + _ u1 + _ uo + _ uiRL 运放等效电路 21 + _ uo _ + A + + _ ui R1 Rf RL 1 2 以下分析中均假设运算放大器工作在线性区。 用节点电压法分析（电阻用电导表示） (G1+Gi+Gf)un1-Gf un2=G1ui -Gf un1+(Gf+Go+GL)un2 =GoAu1 u1=un1 整理，得 (G1+Gi+Gf)un1-Gf un2=G1ui -(Gf +GoA)un1+(Gf+Go+GL)un2 =0 解得 ui R1 Ri Rf Ro Au1 + _ + _ u1 + _ uo + _ RL 运放等效电路 因A一般很大，上式分母中Gf（AGo-Gf）一项的值比 （ G1+ Gi + Gf）（G1+ Gi + Gf）要大得多。所以，后一项 可 忽略，得 此近似结果可将运放看作理想情况而得到。 上式表明 uo / ui只取决于反馈电阻Rf与R1比值，负号表明 uo和ui总是符号相反（反相比例器）。 由理想运放构成的反相比例器： “虚短”： u+ = u- =0，i1= ui /R1 i2= -uo /Rf “虚断”： i-= 0，i+=0， i2= i1 （1） 当 R1 和 Rf 确定后，为使 uo 不超过饱和电压（即保证工 作在线性区），对ui有一定限制。 （2）运放不能工作在开环状态（极不稳定，振荡在饱和）， 一般工作在闭环状态，输出电压由外电路决定。 注意： + _ uo _ + + + _ ui R1 Rf RL i1 i2 i- u- u+ 2. 加法器（summing amplifier） 若 则 实现了加法运算 + _ uo _ + + R2 Rf i- u+ u- R1 R3 u1 u2 u3 i1 i2 i3 if i+ + _ + _ + _ 3. 同相放大器（noninverting amplifier） u+= u-= ui i+= i-= 0 _ + + Ri ui R1 R2 u+ u- i- + _ uo + _ i+ 4. 减法器（difference amplifier ） _ + + R1 u1 R1 R2 u+ u- i- + _ uo + _ i+ R2 + _ u2 叠加计算： u1单独作用：反相比例器_ + + R1 u1 R1 R2 u+ u- i- + _ + _ i+ R2 u1、 u2共同作用时 u2单独作用：同相比例电路 _ + + R1 R1 R2 u+ u- i- + _ i+ R2 + _ u2 实现了减法运算 5. 电压