邱关源《电路》第五章含有运算放大器的电阻电路1

1、1,第五章 含有运算放大器的电阻电路 ( operational amplifier ),5. 1 运算放大器的电路模型,5. 3 含理想运算放大器电路的分析,5. 2 比例电路的分析,2,运放的旧电路符号,运放的新电路符号,1、电路符号,5. 1 运算放大器的电路模型,3,图(a),4,设在a,b间加一电压 ud=u+u ， 则可得 uo = f (ud) 特性曲线：,Usat,-Usat,Uds,-Uds,分三个区域：,线性工作区：,-Usatuo Usat,正向饱和区：,反向饱和区：,ud Uds, 则 uo= UCC,ud- Uds, 则 uo= -UCC,2. 运算放大器的ud uo

2、 特性,这里Uds是一个数值很小的电压，例如UCC=15V, A =105，则Uds=0.15mV。,5,输入方式：,1)、单端输入,同相输入 :uo=Au+,反相输入 :uo= Au,2)、双端输入（差动输入）,uo =A(u+u) =Aud,uo =A(u+u) =1051010-6 =1V,6,3. 电路模型,VCVS,_,7,在线性放大区，将运放电路作如下的理想化处理：,理想运算放大器的条件及模型 (Ideal op amp),uo =A(u+u) =Aud,即从输入端看进去，元件相当于开路称为“虚断”。,两个输入端之间相当于短路称为“虚短”；,uo为有限值，,8,理想运放的电路符号,

3、在线性放大区，理想运放的两个简化条件：,9,例1,已知:741开环电压放大倍数为2105 , Ri=2M, Ro=50, 试确定闭环电压放大倍数uo/us,解:,分别对结点1和2列结点电压方程:,代入数值整理,得:,其中:,5. 2 比例电路的分析,10,例1续,将运算放大器(741)看成是理想运放,试确定闭环电压放大倍数uo/us,解:,代入数值整理,得:,由理想运放构成的反相(倒向)比例器,虚短:,虚断： i+= i-= 0,11,由理想运放构成的反相比例器：,(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uS有一定限制。,(2) 运放工作在闭环状

4、态时，输出电压由外电路决定。,注意：,当 Rf =R1 时，uo= -us 组成反相器，如下图：,y = -x,12,1. 同相(非倒向)比例放大器,分析：,按分压公式得：,即：,5. 3 含理想运算放大器电路的分析,13,电压跟随器,特点：, 输入阻抗无穷大(虚断)；, 输出阻抗为零；,应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。, uo= uin。,当R10，R2 时；uo= uin,14,例,可见，加入跟随器后，隔离了前后两级电路的相互影响。,15,2. 加法器,虚短：u-= u+=0,虚断i-=0,工作原理分析：,16,2. 加法器,比例加法器：y =a1x1+a2x2+a3x3 ，符号如下图：,17,练 习 1,?,?,18,练 习 2,若us =0.5V, 计算:1) uo ; 2) i 。,答案：-1.25V, 50A,解：,19,练 习 3,确定 uo,答案：-6V,或列结点1的KCL：,20,练 习 4,+,_,uo,_,+,+,+,_,3V,5k,2k,4k,8k,?,21,_,+,+,+,_,uin,R1,R6,1,+,_,uo,_,+,+,R2,R3,2,R5,R4,例 5-3,解：,uo,22,运算放大器的应用 (app