[工学]模拟电子技术基础第八讲运算放大电路

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1、8信号的运算与处理电路基本要求:1.利用“虚短”和“虚断”的概念，分析基本线性运算电路重点：基本运算电路有源滤波器电压比较器电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础18.1概述1.集成电路运算放大器的内部组成单元图2.1.1集成运算放大器的内部结构框图电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础2集成运算放大器1.集成运算放大器的内部组成单元图2.1.2运算放大器的代表符号（a）国家标准规定的符号（b）国内外常用符号电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础32.运算放大器的电路模型图2.1.3运算放大器的电路模型通常：开环电

2、压增益Avo的≥105（很高）输入电阻ri≥106Ω（很大）输出电阻ro≤100Ω（很小）vO＝Avo(vP－vN)（V－＜vO＜V＋）注意输入输出的相位关系集成运算放大器电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础42.运算放大器的电路模型当Avo(vP－vN)≥V＋时vO＝V＋当Avo(vP－vN)≤V-时vO＝V-电压传输特性vO＝f(vP－vN)线性范围内vO＝Avo(vP－vN)Avo——斜率集成电路运算放大器电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5理想运算放大器1.vO的饱和极限值等于运放的电源电压V＋和V－2

3、.运放的开环电压增益很高3.若V－

4、放工作在线性区时，vo是有限的：电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础7电路开环工作或引入正反馈！+10V-10V+Vom-Vom0vovi运放非线性工作区域：1.无虚短特性（VP=VN)；2.虚断特性仍满足（因输入电阻近似无穷大）运放工作在非线性区的条件：8.1.3运放的非线性工作状态电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础81.同相放大电路（a）电路图（b）小信号电路模型图2.3.1同相放大电路（1）基本电路8.2运算电路电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础91.同相放大电路（2）虚假短路图中输出通过负反馈的作

5、用，使vn自动地跟踪vp，即vp≈vn，或vid＝vp－vn≈0。这种现象称为虚假短路，简称虚短。由于运放的输入电阻ri很大，所以，运放两输入端之间的ip＝-in＝(vp－vn)/ri≈0，这种现象称为虚断。由运放引入负反馈而得到的虚短和虚断两个重要概念，是分析由运放组成的各种线性应用电路的利器，必须熟练掌握。电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础101.同相放大电路（3）几项技术指标的近似计算1）电压增益Av根据虚短和虚断的概念有vp≈vn，ip＝-in＝0所以（可作为公式直接使用）（此电路又称同相比例运算放大电路）

6、电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础111.同相放大电路（3）几项技术指标的近似计算2）输入电阻Ri输入电阻定义根据虚短和虚断有vi＝vp，ii＝ip≈0所以3）输出电阻RoRo→0电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础121.同相放大电路（4）电压跟随器根据虚短和虚断有vo＝vn≈vp＝vi（可作为公式直接使用）同相放大电路特点：输入电阻大，对KCMR的要求高，uIC=uiup=un=uI电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础13电压跟随器的作用无电压跟随器时：负载上得到的电压有电压跟随器时：ip≈0，vp＝v

7、s根据虚短和虚断有vo＝vn≈vp＝vs1.同相放大电路电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础142反相放大电路（反相比例运算）（a）电路图（b）由虚短引出虚地vn≈0图2.3.5反相放大电路（1）基本电路电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础15（2）几项技术指标的近似计算1）电压增益Av根据虚短和虚断的概念有vn≈vp＝0，ii＝0所以i1＝i2即（可作为公式）2反相放大电路为提高精度，一般接入匹配电阻输出与输入成比例且反相输入阻抗匹配－－同相、反相端对地电阻相等，以抑制零漂R3电子技术基础精品课程——模拟电子技

8、术基础16（2）几项技术指标的近似计算2）输入电阻Ri3）输出电阻RoRo→02反相放大电路反相比例运算电路特点：输入电阻小，因虚地无共模电压电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础17当R2>>R3时，（1）试证明VS＝(R3R1/R2)IM解:（1）根据虚断有II=0所以I2=IS=VS/R1例2.3.3直流毫伏