运算放大器的基本电路.ppt

封面 运算放大器的基本电路 返回 云南丽江牦牛坪 引言 理想的运算放大器有以下特性1 开环电压放大倍数Aod 2 差模输入电阻Rid 共模输入电阻Ric 3 输出电阻Ro 0 4 共模抑制比KCMR 5 上限截止频率fH 6 输入失调电压 输入失调电流以及它们的漂移均为零 本页完 引言 返回 由于理想运放的Rid 其净输入电流iid 0 所以可引入 虚断 概念 又因为运放在线性区有Aod 但输出电压uO Aod uP uN 中的uO却是有限值 所以必有uP uN 0 即uP uN 或uid 0 因此可引入 虚短 概念 引言 本页完 引言 返回 由运放组成的差分输入放大器的工作原理 由运放组成的同相放大器的工作原理 学习要点 本节学习要点和要求 运算放大器的基本电路 由运放组成的反相放大器的工作原理 返回 主页 运算放大器的基本电路主页 使用说明 要学习哪部分内容 只需把鼠标移到相应的目录上单击鼠标左键即可 按空格键或鼠标左键进入下一页 结束 反相比例放大路 同相比例放大路 差分输入放大路 四川稻城亚丁 返回 一 反相比例放大器 一 反相比例放大器1 反相放大器的电压放大倍数推导出Auf 运算放大器的基本电路 iI 反相放大器 继续 由 虚断 iN iP 0 概念得 iI iF 及uP 0 uI R1 联立三式并根据闭环放大电路电压放大倍数的定义得 本电路是电压并联负反馈组态 输入信号从反相端输入 由 虚短 概念得 uN uP 0 画出等效电路 本页完 由等效输入回路得 iF uo Rf 由等效反馈回路得 Auf uO uI Rf R1 RP是补偿电阻 平衡集成块内部差分放大器输入级的输入电阻 其值为RP RF R1 以下推导本电路的闭环放大倍数Auf A 过度 运算放大器的基本电路 反相放大器 继续 Auf uI Rf R1 uO 一 反相比例放大器 A 2 反相放大器的输入电阻Rif 运算放大器的基本电路 继续 本页完 1 反相放大器的Auf 2 反相放大器的输入电阻 Rif 输入电阻的定义 uI iI 观察输入回路得 Rif uI iI R1 Rif R1 反相放大器 Auf uI Rf R1 uO 一 反相比例放大器 A 经推导可知 为了提高反相放大器的输入电阻 R1应取较大的数值 一般最大只能取1M 左右 这远小于运放本身的输入电阻 究其原因是本电路的反馈属并联负反馈 3 反相放大器的输出电阻Rof 运算放大器的基本电路 继续 本页完 2 反相放大器的输入电阻 因为本反相放大器引入了电压负反馈 所以输出电阻会进一步减至1 以下 因而带负载能力很强 Rif R1 3 反相放大器的输出电阻 Rof 1 反相放大器 1 反相放大器的Auf Auf uI Rf R1 uO 一 反相比例放大器 A 对Auf式中Rf的讨论 运算放大器的基本电路 继续 本页完 2 反相放大器的输入电阻 Rif R1 3 反相放大器的输出电阻 Rof 1 反相放大器 1 反相放大器的Auf Auf uI Rf R1 uO 在本放大电路中 要使Auf增大 一般通过加大Rf而不是减少R1 如果R1太小 会使电路的输入电阻Rif太小 但Rf太大 电路就不是深度负反馈且会令电路噪声增大 一般Rf在1M 以下 若要有较大的Auf 又不想Rf太大 可采用T形反馈网络代替Rf 一 反相比例放大器 A T形反馈网络的引入 运算放大器的基本电路 继续 2 反相放大器的输入电阻 Rif R1 3 反相放大器的输出电阻 Rof 1 1 反相放大器的Auf Auf uI Rf R1 uO 在本放大电路中 要使Auf增大 一般通过加大Rf而不是减少R1 如果R1太小 会使电路的输入电阻Rif太小 但Rf太大 电路就不是深度负反馈且会令电路噪声增大 一般Rf在1M 以下 若要有较大的Auf 又不想Rf太大 可采用T形反馈网络代替Rf 本页完 工作原理自行参考教材P314 一 反相比例放大器 A 反相放大器结束页 运算放大器的基本电路 继续 2 反相放大器的输入电阻 Rif R1 3 反相放大器的输出电阻 Rof 1 1 反相放大器的Auf Auf uI Rf R1 uO 在本放大电路中 要使Auf增大 一般通过加大Rf而不是减少R1 如果R1太小 会使电路的输入电阻Rif太小 但Rf太大 电路就不是深度负反馈且会令电路噪声增大 一般Rf在1M 以下 若要有较大的Auf 又不想Rf太大 可采用T形反馈网络代替Rf 本页完 工作原理自行参考教材P314 一 反相比例放大器 A 返回 继续 二 同相比例放大器1 同相放大器的电压放大倍数推导出AVF 二 同相比例放大器 运算放大器的基本电路 继续 本页完 iF 利用 虚断 概念得 iI 0 及uP uI uI 0 R 利用 虚短 概念得 uN uP uI 画出等效电路 由等效反馈回路得 把上式整理后并利用闭环电压放大倍数的定义得 Auf 1 uO uI Rf R 本电路是电压串联负反馈组态 输入信号从同相端输入 uO uN Rf 以下推导本电路的闭环放大倍数Auf A 过度 运算放大器的基本电路 继续 本电路是电压串联负反馈组态 输入信号从同相端输入 二 同相比例放大器 Auf 1 uO uI Rf R A 2 同相放大器的输入电阻Rif 运算放大器的基本电路 继续 本页完 本电路是电压串联负反馈组态 输入信号从同相端输入 1 同相放大器的Auf 上式表明同相放大电路的输出与输入是同相的并且其闭环电压放大倍数总大于1 2 同相放大电路的输入电阻Rif Rif 输入电阻的定义 uI iI 因为iI 0 所以Rif 并且反馈电路属串联负反馈 输入电阻会进一步增大 可高达100M 以上 二 同相比例放大器 Auf 1 uO uI Rf R A 3 同相放大器的输出电阻Rof 运算放大器的基本电路 继续 本页完 本电路是电压串联负反馈组态 输入信号从同相端输入 上式表明同相放大电路的输出与输入是同相的并且其闭环电压放大倍数总大于1 2 同相放大电路的输入电阻Rif Rif 100M 3 同相放大电路的输出电阻Rof 本同相放大器亦引入了电压负反馈 所以输出电阻可减至1 以下 二 同相比例放大器 1 同相放大器的Auf Auf 1 uO uI Rf R A 4 同相放大器的特例 射随器 运算放大器的基本电路 继续 本页完 3 同相放大电路的特例 射随器 利用 虚断 概念得 iI iF 0 及uP uI 利用 虚短 概念得 uN uP 联立以上三式得 由结果可知本电路符合射随器的特点 uO uN uO uI 二 同相比例放大器 由运放组成的射随器有专门的集成电路 IC 如型号AD9620就是一块射随器的芯片 电压增益为0 994 输入电阻为0 8M 输出电阻为40 转换速率为2000V s A 同相放大器结束页 运算放大器的基本电路 继续 本页完 3 同相放大电路的特例 射随器 利用 虚断 概念得 iI iF 0 及uP uI 利用 虚短 概念得 uN uP 联立以上三式得 由结果可知本电路符合射随器的特点 uO uN uO uI 二 同相比例放大器 由运放组成的射随器有专门的集成电路 IC 如型号AD9620就是一块射随器的芯片 电压增益为0 994 输入电阻为0 8M 输出电阻为40 转换速率为2000V s 返回 继续 A 三 差分输入放大器1 差分输入放大器的电压放大倍数推导出AVF 三 差分输入放大器 运算放大器的基本电路 uP 继续 利用 虚断 概念得 i1 iF 及i2 iR uI2 RF 联立三式并根据闭环放大电路电压放大倍数的定义得 本页完 由等效电路得两个方程 Auf uO uI2 uI1 RF R1 差分输入放大器 画出等效电路 以下推导本电路的闭环放大倍数Auf RF R1 分压原理 uI1 uN R1 RF uN uO 利用 虚短 概念得 uN uP A 过度 三 差分输入放大器 运算放大器的基本电路 继续 差分输入放大器 Auf uO uI2 uI1 RF R1 A 结束 三 差分输入放大器 运算放大器的基本电路 继续 差分输入放大器 本页完 1 差分输入放大器的Auf 2 差分输入放大器的Rif Rif 2R1 3 差分输入放大器的Rof Rof 0 返回 结束 Auf uO uI2 uI1 RF R1 差分输入放大器 可参考第三章 差分放大电路 中有关输入电阻内容 本电路亦是电压负反馈 所以输出电阻很小 A 再见 再见 Auf的推导过程 差分输入放大器Auf的推导 运算放大器的基本电路 uP 继续 uI2 RF 1 本页完 Auf uO uI2 uI1 RF R1 差分输入放大器 RF R1 uI1 uN R1 RF uN uO uN uP 2 3 由 2 得 R1 RF R1 uN R1RF uI1 RF uO 4 把 1 4 代入 3 并整理得 uO RF uI2 uI1 R1 由差动输入的定义得 单击此立刻返回链入处 Auf的