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1、會(huì)計(jì)學(xué)1電路邱關(guān)源電路邱關(guān)源 件件l重點(diǎn)（1）理想運(yùn)算放大器的外部特性；（2）含理想運(yùn)算放大器的電阻電路分析；（3）一些典型的電路；返 回第1頁/共27頁l 運(yùn)算放大器是一種有著十分廣泛用途的電子器件。最早開始應(yīng)用于1940年，1960年后，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)算放大器逐步集成化，大大降低了成本，獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。5.1 運(yùn)算放大器的電路模型1.簡(jiǎn)介下 頁上 頁返 回第2頁/共27頁l 應(yīng)用信號(hào)的運(yùn)算電路下 頁上 頁比例、加、減、對(duì)數(shù)、指數(shù)、積分、微分等運(yùn)算。產(chǎn)生方波、鋸齒波等波形信號(hào)的處理電路信號(hào)的發(fā)生電路有源濾波器、精密整流電路、電壓比較器、采樣保持電路。返 回第3頁/共27頁
2、l 電路輸入級(jí)偏置電路中間級(jí)用以電壓放大輸出級(jí)輸入端輸出端下 頁上 頁頻帶過窄線性范圍小缺點(diǎn)：加入負(fù)反饋擴(kuò)展頻帶減小非線性失真優(yōu)點(diǎn)：高增益輸入電阻大，輸出電阻小返 回第4頁/共27頁下 頁上 頁集成運(yùn)算放大器返 回第5頁/共27頁l 符號(hào)7654321+15V15V8個(gè)管腳：2：倒向輸入端3：非倒向輸入端4、7：電源端6：輸出端1、5：外接調(diào)零電位器8：空腳單向放大下 頁上 頁返 回第6頁/共27頁l電路符號(hào)a：倒向輸入端，輸入電壓ub：非倒向輸入端，輸入電壓u+o：輸出端,輸出電壓 uo在電路符號(hào)圖中一般不畫出直流電源端，而只有a,b,o三端和接地端。圖中參考方向表示每一點(diǎn)對(duì)地的電壓，在接地
3、端未畫出時(shí)尤須注意。A：開環(huán)電壓放大倍數(shù)，可達(dá)十幾萬倍。:公共端(接地端)下 頁上 頁注意+_+u+u-+_uoao+_udb_+A+返 回第7頁/共27頁 在 a,b 間加一電壓 ud=u+-u-，可得輸出uo和輸入ud之間的轉(zhuǎn)移特性曲線如下：2.運(yùn)算放大器的靜特性Usat-Usat-Uo/VUd/mV0實(shí)際特性au+u-uoo+_ud_+A+b下 頁上 頁返 回第8頁/共27頁Usat-Usat-Uo/VUd/mV0分三個(gè)區(qū)域：線性工作區(qū)：|ud|則 uo=Usatud-則 uo=-Usat是一個(gè)數(shù)值很小的電壓，例如Usat=13V,A=105，則=0.13mV。近似特性下 頁上 頁注意返
4、 回第9頁/共27頁3.電路模型輸入電阻輸出電阻當(dāng):u+=0,則uo=Au當(dāng):u=0,則uo=Au4.理想運(yùn)算放大器下 頁上 頁+_A(u+-u-)RoRiu+u-uo在線性放大區(qū)，將運(yùn)放電路作如下理想化處理：Auo為有限值，則ud=0,即u+=u-，兩個(gè)輸入端之間相當(dāng)于短路(虛短路)Ri i+=0,i=0。即從輸入端看進(jìn)去，元件相當(dāng)于開路(虛斷路)。Ro 0返 回第10頁/共27頁5.2 比例電路的分析1.倒向比例器運(yùn)放開環(huán)工作極不穩(wěn)定，一般外部接若干元件(R、C等)，使其工作在閉環(huán)狀態(tài)。下 頁上 頁+_uo+_uiR1RfRL21_+A+21R1RiRfRoAun1+_uoRL運(yùn)放等效電路
5、+_ui返 回第11頁/共27頁用結(jié)點(diǎn)法分析：(電阻用電導(dǎo)表示)(G1+Gi+Gf)un1-Gf un2=G1ui-Gf un1(Gf+Go+GL)un2=GoAu1u1=un1整理，得：(G1+Gi+Gf)un1-Gf un2=G1ui(-Gf+GoA)un1(Gf+Go+GL)un2=0解得：下 頁上 頁21R1RiRfRoAu1+_+_uoRL+_ui2.電路分析返 回第12頁/共27頁因A一般很大，上式分母中Gf(AGo-Gf)一項(xiàng)的值比(G1+Gi+Gf)(G1+Gi+Gf)要大得多。所以u(píng)o/ui只取決于反饋電阻Rf與R1比值，而與放大器本身的參數(shù)無關(guān)。負(fù)號(hào)表明uo和ui總是符號(hào)相
6、反(倒向比例器)。下 頁上 頁表明返 回第13頁/共27頁根據(jù)“虛短”：根據(jù)“虛斷”：u+=u-=0，i1=ui/R1 i2=-uo/Rfi-=0，i2=i1下 頁上 頁以上近似結(jié)果可將運(yùn)放看作理想情況而得到。由理想運(yùn)放的特性：注意i1i2+_uo+_uiR1RfRL21_+返 回第14頁/共27頁當(dāng)R1 和Rf 確定后，為使uo不超過飽和電壓(即保證工作在線性區(qū))，對(duì)ui有一定限制。運(yùn)放工作在開環(huán)狀態(tài)極不穩(wěn)定，振蕩在飽和區(qū);工作在閉環(huán)狀態(tài)，輸出電壓由外電路決定。(Rf 接在輸出端和反相輸入端,稱為負(fù)反饋)。下 頁上 頁注意+_uo+_uiR1RfRL21_+返 回第15頁/共27頁下 頁上
7、頁5.3 含有理想運(yùn)算放大器的電路分析根據(jù)理想運(yùn)放的性質(zhì)，抓住以下兩條規(guī)則：（a）倒向端和非倒向端的輸入電流均為零 “虛斷（路）”；（b）對(duì)于公共端（地），倒向輸入端的電壓與 非倒向輸入端的電壓相等 “虛短（路）”。1.分析方法合理地運(yùn)用這兩條規(guī)則，并與結(jié)點(diǎn)電壓法相結(jié)合。返 回第16頁/共27頁加法器比例加法器：y=a1x1+a2x2+a3x3，符號(hào)如下圖：ui1/R1+ui2/R2+ui3/R3=-uo/Rfuo=-(Rf/R1 ui1+Rf/R2 ui2+Rf/R3 ui3)u-=u+=0i-=0 x1a1a2a3-1-yyx2x3下 頁上 頁+_uoR2Rfi-u+u-R1R3ui1ui
8、2ui3_+2.典型電路返 回第17頁/共27頁非倒向比例器u+=u-=uii+=i-=0uo=(R1+R2)/R2 ui =(1+R1/R2)ui(uo-u-)/R1=u-/R2根據(jù)“虛短”和“虛斷”uo與ui同相當(dāng)R2=，R1=0時(shí)，uo=ui，為電壓跟隨器輸入、輸出關(guān)系與運(yùn)放本身參數(shù)無關(guān)。下 頁上 頁結(jié)論RiuiR1R2u+u-i-+_uo+_i+_+返 回第18頁/共27頁電壓跟隨器 輸入阻抗無窮大(虛斷)；輸出阻抗為零；應(yīng)用：在電路中起隔離前后兩級(jí)電路的作用。uo=ui。電路A電路B下 頁上 頁特點(diǎn)+_+_uiuo_+返 回第19頁/共27頁例 可見，加入跟隨器后，隔離了前后兩級(jí)電路
9、的相互影響。A電路下 頁上 頁R2RLR1+_u2+_u1+_u1R1R2RL+_u2_+返 回第20頁/共27頁 減法運(yùn)算u-=u+i-=i+=0i1=if解得：下 頁上 頁+_uoR2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2i1if_+返 回第21頁/共27頁求輸出電壓uo解下 頁上 頁例1+_uo_+_4V4R2Ri1i2u+u-倒向比例電路返 回第22頁/共27頁求輸出電壓uo解下 頁上 頁例2+_uo+_6VRRiu+u-RR_+_uo_+_3V3/2RR化簡(jiǎn)電路返 回第23頁/共27頁例3求輸出電壓uo解下 頁上 頁+uo+6VR_+3V+RRRu4u3u2u1_+_+返 回第24頁/共27頁設(shè)計(jì)一個(gè)用運(yùn)放和電阻組成的電路，其輸出電壓為：2xyz 其中x、y、z 分別表示三個(gè)輸入電壓的值，設(shè)x、y、z不超過10V,同時(shí)要求每一個(gè)電阻的功率不超過0.5W，確定各電阻的值。+_uo_+RRR2RuzuxRuy例4解下 頁上 頁返 回第25頁/共27頁上 頁+_uo_+RaRfRzRbuzuxRyuy解返 回第26頁/共27頁
電路邱關(guān)源 件
