模拟电子技术基础第22讲 运算放大电路的误差分析以及对.ppt

1、一、理想运放的条件,1.开环差模电压增益Aod=; 2.差模输入电阻Rid=; 3.输出电阻Ro=0; 4.共模抑制比CMRR=; 5.开环带宽BW=; 6.失调、漂移和内部噪声为零。,主要条件,条件较难满足， 可采用专用运放 来近似满足。,8.1 理想集成运算放大器,1.同相端与反相端呈开路状态。 2.输出回路为一受控电压源AV(V+-V-) ，由于 Ro=0,所以Vo=AV(V+-V-),二、理想运放模型, 线性工作状态,1.理想运放的同相和反相输入端电流近似为零,I+=I-0,2.理想运放的同相和反相输入端电位近似相等,V+=V-,虚断,虚短,在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端

2、视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。,虚地,如将运放的同相端接地V+=0，则V-=0,即反相端是一 个不接“地”的“地”，称为“虚地”,由于理想运放的输入电阻非常高，在分析处于线性状态运放时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。,三、理想运放的工作状态及其特点,1.理想运放的同相和反相输入端电流近似为零,2. 当V+V-时，Vo为正向输出饱和电压VOH 当V+V-时，Vo为负向输出饱和电压VOL 其数值接近运放的正负电源电压,I+=I-0,分析运放的应用电路时，首先将集成运放视作理想运放，以便抓住主要矛盾，忽略次要矛盾；然后判断运放是工作在线性区还是非线性区。在

3、此基础上分析具体电路的工作原理，其它问题也就迎刃而解了。, 非线性工作状态,三、理想运放的工作状态及其特点,8.2 基本运算电路, 比例运算电路, 积分电路, 微分电路, 减法电路, 加法电路,输出与输入反相,输出与输入同相,（1）利用反相信号求和以实现减法运算,（2）利用差分式电路以实现减法运算, 同相加法器, 反相加法器,8.3 实际运放电路的误差分析,共模抑制比KCMR为有限值的情况,输入失调电压VIO、输入失调电流IIO 不为零时的情况,1. 共模抑制比KCMR为有限值的情况,同相比例运算电路,闭环电压增益,理想情况,越大，误差越小。,2. VIO、IIO不为零 时的情况,输入为零时的

4、等效电路,解得误差电压,当 时，可以 消除偏置电流 引起的 误差，此时,当电路为积分运算时，,即 换成电容C，则,时间越长，误差越大，且易使输出进入饱和状态。,引起的误差仍存在,2. VIO、IIO不为零 时的情况,减小误差的方法,输入端加补偿电路,利用运放自带的调 零电路,需补充741的调零电路,8.4 对数和反对数运算电路, 对数运算电路, 反对数运算电路,其中，IES 是发射结反向饱和电流，vO是vS的对数运算。,1. 对数运算电路,利用PN结的指数特性实现对数运算,BJT的发射结有,注意：vS必须大于零，电路的输出电压小于0.7伏,利用虚短和虚断，电路有,当 时，,vO是vS的反对数运算（指数运算）,2. 反对数运算电路,利用虚短和虚断，电路有,要求,以上两个电路温漂很严重，实际电路都有温度补偿电路,3.乘法电路和除法电路（思考）,可以把乘法和除法的运算化简为对数的加法和减法运算，再进行反对数运算即可。,8.5 模拟乘法器,1、模拟乘法器的符号,2、除法运算电路,只有当vx2为正极性时，才能保证运算放大器是处于负反馈工作状态，而v