《比例运算电路》PPT课件.ppt

1 6 1 1反相比例电路6 1 2同相比例电路 本节内容 2 集成运算放大器 简称集成运放 是一种理想的增益器件 为了分析方便 把集成运放电路均视为理想器件 应满足 1 开环电压增益Au 2 输入电阻Ri 输出电阻Ro 0 3 开环带宽BW 4 同相输入端端压与反相输入端端电压UP UN时 输出电压Uo 0 无温漂 因此 对于工作在线性区的理想运算放大器应满足 虚短 即UP UN 虚断 即iP iN 0本章讨论的即是上述 虚短 虚断 四字法则的灵活应用 3 将输入信号按比例放大的电路 称为比例运算电路 比例电路是实现输出电压Uo与输入电压Ui 成一定比例关系的运算电路 一般表达式为 其中k为比例系数 根据输入信号的不同接法 比例电路有三种基本形式 反相输入 同相输入和差动输入 4 6 1 1反相比例电路 1 反相比例电路组成 电路的反馈组态是 电压并联负反馈 电路的反馈网络 如图所示反向比例运算电路的组成下图所示 由图可见 输入电压ui通过电阻R1加在运放的反向输入端 Rf是沟通输出和输入的通道 图6 1反相比例运算电路 5 1 运放两个输入端电压相等并等于0 故没有共模输入信号 这样对运放的共模抑制比没有特殊要求 2 uN uP 而uP 0 反相端R1没有真正接地 故称 虚地 点 3 电路在深度负反馈条件下 电路的输入电阻为R1 输出电阻近似为零 因反向比例运算电路带有负反馈网络 所以 集成运放工作在线性工作区 利用 虚断 和 虚短 的概念可分析输出电压和输入电压的关系 反相比例电路的特点 6 2 反相比例电路电压放大倍数 由虚断得 I I 0及If I1 U I R0 0 V 由虚短可知 U U 0 V 即 虚地 7 T形网络反向比例运算电路中的平衡电阻为 如果要求放大倍数100 R1 R2 R4 100k 则 R3 1 01k 3 反相比例电路特例 T形网络反向比例运算电路 T形网络反向比例运算放大器 将反向比例运算放大器电路中的电阻Rf被R2 R3和R4电阻所组成的T形网络替代 T形网络反向比例运算放大器的放大倍数 当R3 时 该式与的结论相同 T形网络电路的输入电阻也是R1 但引入R3以后 使电路的反馈系数减小 电压放大倍数增加 用较小的反馈电阻 可以得到较大的电压放大倍数 9 6 1 2同相比例电路 1 同相比例电路电路组成 电路的反馈网络 如图所示输入电压ui通过电阻RP加在运放的同向输入端 Rf是沟通输出和输入的通道 根据虚短的概念有 10 同相比例电路的特点 1 输入电阻高 2 由于 电路的共模输入信号高 因此集成运放的共模抑制比要求高 同向比例运算放大器是属于电压串联负反馈放大器 利用 虚断 和 虚短 的概念可分析输出电压和输入电压的关系 根据 虚断 的概念可得 根据 虚短 的概念可得 根据电压放大倍数的表达式可得 2 同相比例电路电压放大倍数 11 式中的P为串联电路的分压比 所以该电路的电压放大倍数为 两种形式的同向运算电路 电压放大倍数的公式仅相差一个分压比P 3 改进型同相比例电路 为了电路的对称性和平衡电阻的调试方便 同向比例运算放大器通常还接成如下图所示的形式 因该电路的u 为 12 根据式 可得 上式说明上图所示电路的电压放大倍数等于1 输出电压随着输入电压的变化而变化 具有这种特征的电路称为电压跟随器 4 同相比例电路特例 电压跟随器 电压跟随器是同相比例运算的特例 假如对普通的同相比例电路 令Rf 0 或R1 则电路变成如下图所示的形式 13 如下图所示的同向比例运算电路 已知Au 10 且R1 R2 1 求R3和R4与R1的关系 2 当输入电压ui 2mV时 R1的接地点因虚焊而开路 求输出电压uo的值 解 根据 式可得 已知R1 R2 故R3 R4 将结果代入式 可得 R3 R4 10R1 例题1 14 当R1的接地点断开时 相当于式中的R1 电路变成电压跟随器 根据电压跟随器输出电压与输入电压相等的特征可得 15 解 该运算电路由两级运算电路组成 第一个运放A1组成同向比例运算放大器 第二级A2组成反向比例运算放大器 根据多级放大器电压放大倍数的公式可得 如下图所示的比例运算电路 已知Au