电路理论(第五章)09y.pdf

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1、电路理论第五章运算放大器(TheOperationalAmplifier)主讲骆建主讲骆建开课单位：电气与电子工程学院电工教学基地125-1实际运算放大器简介1.电路符号：①：同向输入端，输入电压u+①②：反向输入端，输入电压u-u++A♦重点：+③③：输出端,输出电压uoud+__u理想运放的电路模型及特性u-ouo=Aud=A(u+-u-)②ud:差动电压，ud=u+-u-A：开环电压放大倍数，(可达十几万倍)运放的电路符号342.运算放大器的外特性：：“单方向”性质U/V则可得输出uo和输入

2、ud之间的④:公共端(接地端)0转移特性曲线如下：Es-U斜率A分三个区域：实际运放均有直流电源端，在电路符号图中一般不画出，dsU①线性工作区：而只有反向输入端、同向输入端、输出端三端和接地端。dsU/mV-Ed

3、

4、uddsod②正向饱和区：ud>Uds,则uo=Usat运放的近似输入输出特性③反向饱和区：ud<-Uds,则uo=-Usat这里Uds是一个数值很小的电压，例如Usat=13V,A=105，则Uds=0.13mV。5613.电路模型：i2+①+Ri：运算放大器两输

5、入端间的输入电阻。Audu-+Roui0Ro：运算放大器的输出电阻。dRin③A(u+-u-)=Aud:运算放大器电压控制电压源的电压。-i1②-通过测量：Ri、A很大，R0很小。④表示运放输入-输出特性的电路模型785-2理想运算放大器及其特性理想化条件：在线性放大区，将运放电路作如下的理想化处理：Ro⑴开环放大倍数A=∞；u①A→∞、R0→0-_+⑵输入电阻Rin=∞；+u0=A(u+-u-)⑶输出电阻Rou=0。udRi_A(u+-u-)uou-u=u/A+-0+_u+∵uo为有限值∴u+-

6、u-=0理想化条件：A→∞R→∞∴u+=u-iR0→0两个输入端之间相当于短路(虚短路)②Ri→∞即从输入端看进去，元件相当于开路(虚开路)。910uoi正向饱和区5-3含理想运算放大器的简单电路分析-Uu-__∞satud>0“虚断”：i=i1.倒相比例器：21ud+udRi2u−uu−ufi−−0u+++uo0∴=i反向饱和区i1R11R1Rf+u<0-Usat_Adu2u+=0-+++理想运放的电路符号电压转移特性(外特性)uu++“虚短”：u-=u+=0iRLu_oR_即:u=−fu重要特

7、性：oiR1⑴u+-u-=0虚短路注意：(1)当R1和Rf确定后，为使uo不超过饱和电压(即保⑵i1=i2=0虚断路证工作在线性区)，对ui有一定限制（不能太大）。⑶由运放的输出端与公共端观察，其间相当于一受(2)运放不能工作在开环状态(极不稳定，振荡在饱和区)，控电源。一般工作在闭环状态，输出电压由外电路决定。(3)u0视作为电源处理。11(Rf接在输出端和反相输入端,称为负反馈。)1222.同相比例器3.电压跟随器Riu+i+u∞+∞i++i-_+“虚断”：u+=ui_+uou-+Ruo=ui

8、uiu=2uuo−0R+R_R12R1_2“虚短”：u-=u+=ui特点：①输入阻抗无穷大(虚断)；②输出阻抗为零；R+RRu=12u=(1+1)uoii应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。RR221314例电压跟随器的应用4.加法器iRifRfR111u1++u2i2R2i-_∞u2≠R2u1uu1R2RLu2R1+R2ui3R3-i++__3+“虚断”：u++uo_i+i+i=i123fR1+∞u1−u−+u2−u−+u3−u−=u−−uo++uR2_2=u1uRRRRu+R+R+=012

9、3f1R122RLu__2RfRfRf“虚短”：u-=u+u=−(u+u+u)o123RRR123若：R=R=R=R123f可见，加入跟随器后，隔离了前后两级电路的相互影响。则：uo=−(u1+u2+u3)实现了加法运算1516例13-8例2+-17183例3例4求图示电路的输出电压u0。R1R+Ruu=1“虚断”：12i2R1①-+Ru3=0.5u0R++②i3R“虚短”：u2=u3uS③u0R1u2=0.5u0_R_将u1、u2代入整理得：1111uu()++uu−=+S02122RRRRRR

10、Ruu=111022SRR++RR111920例5试证明图示电路可以构成一电流控制电流源（CCCS)(习题5-1）。i解：“虚短”，“虚断”1R11i1uR21'=−i1第五章作业：+-i2u2uRi_0i=−21'=5-5,5－7，5－12+x+RR1'22u2RiixR2_iiii=+=+11i221x1R2'2②⎛⎞Rii=+⎜⎟1121R⎝⎠221224