haihongyuan.com
海量文库 文档专家
全站搜索:
您现在的位置:首页 > 初中教育 > 初中理化生初中理化生

第五章电路

发布时间:2014-01-07 12:43:54  

第五章

含有运算放大 器的电阻电路

5.1
5.2 5.3

运算放大器的电路模型

比例电路的分析 含有理想运算放大器的电路分析

?重点
(1)理想运算放大器的外部特性;

(2)含理想运算放大器的电阻电路分析;
(3)一些典型的电路;

返 回

5.1 运算放大器的电路模型
? 应用 ①信号的运算电路
②信号的处理电路 ③信号的发生电路 比例、加、减、对数、指 数、积分、微分等运算。 有源滤波器、精密整流电路、 电压比较器。 产生方波、锯齿波等波形

优点: ①高增益 ②输入电阻大,输出电阻小
返 回 上 页 下 页

集成运算放大器

返 回

上 页

下 页

? 符号

+VCC 2 3

8个管脚: 2:倒向输入端 3:非倒向输入端 4、7:电源端,连接偏 置电压,维持内部晶体 管正常工作 6:输出端 1、5:外接调零电位器 8:空脚

7
6 4 1 5

-VCC

放 大 器

返 回

上 页

下 页

?电路符号 a

在电路符号图中一般不画出直流电 源端,而只有a,b,o三端和接地端。 o + uo _

_ _ A + b ud + + u ++ u _ _ +

a:倒向输入端,输入电压u-
b:非倒向输入端,输入电压u+ o:输出端, 输出电压 uo : 公共端(接地端)

ud = u+-uuo=A(u+-u-)=Aud

A:电压放大倍数,可达 十几万倍。
返 回 上 页 下 页

3. 电路模型 4. 输出电压
uo=A(u+-u-)=Aud

输入电阻 uu+ Ri

输出电阻
+ Ro u o + A(u+-u-) _ - Uo/V 近似特性

当: u+= 0, 则uo=-Au- 当: u-= 0, 则uo=Au+

5. 运放的 ud

? ?uo 特性

Usat

-?
0

?
Ud/mV

-Usat
返 回 上 页 下 页

4. 理想运算放大器
将运放电路作如下理想化处理: ① A?? ② Ri ?? uo为有限值,则ud=0 ,即u+=u-,两个 输入端之间相当于短路(虚短路) i+=0 , i-=0。 即从输入端看进去,元 件相当于开路(虚断路)。

③ Ro ?0
本章中把运放的工作范围限制在线性段,即

?usat ?uo ?usat

5.2
1. 倒向比例器

比例电路的分析

由运放和电阻构成的电路。 Rf R1
1

Rf
2 2

+
ui _

_
1

A +

+ + uo _

+

RL

ui

R1

_

Ro Ri + -Aun1

RL

+ uo _

运放等效电路
返 回 上 页 下 页

2. 电路分析 用结点法分析:(电阻用电导表示)
(G1+Gi+Gf)un1-Gf un2=G1ui -Gf un1+(Gf+Go+GL)un2 + =-GoAu1 u1= un1 ui _ 整理,得: (G1+Gi+Gf)un1-Gf un2=G1ui 解得: Rf
1 2

R1

Ro Ri + -Au1 _

RL

+ uo _

(-Gf+ GoA)un1+(Gf+Go+GL)un2 =0

G1 Gf ( AGo ? Gf ) uo ? un2 ? ? ? ui Gf Gf ( AGo ? Gf ) ? (G1 ? Gi ? Gf ) (Gf ? Go ? GL )
返 回 上 页 下 页

Gf (AGo ? Gf ) G1 uo ? un2 ? ? ui Gf Gf (AGo ? Gf ) ? (G1 ? Gi ? Gf ) (Gf ? Go ? GL )
因A一般很大,上式分母中Gf(AGo-Gf)一项的值比 (G1+ Gi + Gf) (G1+ Gi + Gf)要大得多。所以

表明

G1 Rf uo ? ? ui ? ? ui Gf R1

uo / ui只取决于反馈电阻Rf与R1比值,而与放大器 本身的参数无关。负

号表明uo和ui总是符号相反(倒向 比例器)。
返 回 上 页 下 页

到。由理想运放的特性: ①根据“虚短”:

注意 以上近似结果可将运放看作理想情况而得

u+ = u- =0, i1= ui/R1

i2= -uo /Rf

②根据“虚断”: i-= 0,i = i 2 1 Rf i2 i1 + ui _ R1
1

_ +

?
+

2

? uo ? ?
+ uo _

Rf R1

ui

RL

返 回

上 页

下 页

5.3 含有理想运算放大器的电路分析
1. 分析方法
①根据理想运放的性质,抓住以下两条规则: (a)倒向端和非倒向端的输入电流均为零 [ “虚断(路)”]; (b)对于公共端(地),倒向输入端的电压与 非倒向输入端的电压相等 [ “虚短(路)”]。 ②合理地运用这两条规则,并与结点电压法相结合。

返 回

上 页

下 页

2. 典型电路
①非倒向比例器(例5-1) 根据“虚短”和“虚断” iu+= u-= ui _ ? Ri u+ i+ i+= i-= 0 + + + + uuo (uo-u-)/R1= u-/R2 ui _ R2 R1 _

uo =[(R1 + R2)/R2 ] ui 结论
① uo与ui同相

=(1+ R1/R2) ui

②当R2=?,R1=0时, uo=ui,为电压跟随器 ③输入、输出关系与运放本身参数无关。
返 回 上 页 下 页

②电压跟随器 电 路 A + ui _

_ +

?
+

+
uo _

电 路 B

i特点 ① 输入阻抗无穷大(虚断); _ ? Ri u+ i+ + ② 输出阻抗为零; + + + u-u 。 uo ui ③ uo= i _ R2 R1 _ 应用:在电路中起隔离前后两级电路的作用。
返 回 上 页 下 页


A 电 路

R1
+ u1 R2 _ RL

uoc ? R2 u1 R1? R2
+ 加负载后: u2 ? R2 u1 u2 R1? R2 _ _ ? R1 + + + RL u1 R2 _

+

u2 ? R2 u1 R1? R2

u2 _

可见,加入跟随器后,隔离了前后两级电路的 相互影响。
返 回 上 页 下 页

③加法器(例5-2)

ui1

R1 R2 R3

Rf iuu+ _ +

ui2

?
+ + uo _

u-= u+=0 i-=0

ui3

ui1/R1+ ui2 /R2+ ui3 /R3 =-uo /Rf
ui1 ui 2 ui 3 uo ? ? R f ( ? ? ) R1 R2 R3
负号说明输出电压和输入电压反向
返 回 上 页 下 页

例5-3 电路中含有2个运放,设R5=R6。试求 uo
ui

解:对结点①和结点②列写结点电压方程,并注意到规则 (1)和(2)(un1=un2=0),可得

1 1 1 1 ' 1 1 ( + + )u n1 uo uo ? ui R1 R4 R6 R6 R4 R1 1 1 1 1 ' 1 1 ( + + )u n 2 uo uo ? ui R2 R5 R3 R5 R3 R2

1 1 1 1 ' 1 1 ( + + )u n1 uo uo ? ui R1 R4 R6 R6 R4 R1 1 1 1 1 ' 1 1 ( + + )u n 2 uo uo ? ui R2 R5 R3 R5 R3 R2 1 1 1 1 ui ui ? uo ? uo R1 R2 R3 R4 u o G1 ? G2 ? u i G3 ? G4
由于运放输出端电流事先无法确定,因此不适宜列结 点电压方程。


网站首页网站地图 站长统计
All rights reserved Powered by 海文库
copyright ©right 2010-2011。
文档资料库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit326@126.com