电路原理-清华(34)

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1、含有运算放大器电路的分析共1讲（总第十一讲）运算放大器和它的外部特性含运算放大器的电路的分析7/15/2021电路原理运算放大器和它的外部特性a：反向输入端，输入电压u-b：同向输入端，输入电压u+o：输出端,输出电压uoA：开环电压放大倍数，可达几百万倍1.电路符号º+__+u+u-º+_uoao+_udud_+A+b15V-15V运算放大器(operationalamplifier)：是高放大倍数的放大器放大器usrusc放大倍数7/15/2021电路原理2.运算放大器的静态特性①线性工作区：

2、ud

3、Uds,则uo=Usatu

4、d<-Uds,则uo=-UsatUsat-UsatUds-Udsuoud0实际特性近似特性例如Usat=13V,A=105，则Uds=0.13mV。+_ududu+u-uo_+A+abou0=Aud=A(u+-u-)7/15/2021电路原理3.电路模型Ri：运算放大器两输入端间的输入电阻。Ro：运算放大器的输出电阻。+_A(u+-u-)RoRiu+u-特点：高放大倍数(A:几万~几百万倍)高输入电阻(Ri:几兆~几十兆)低输出电阻(Ro:几十欧)理想化近似7/15/2021电路原理在线性放大区，将运放电路作如下的理想化处理：①A∵uo为有限值，则ud=0，即u+=u-，两个输入端

5、之间相当于短路(虚短路)；②Ri，i+=0，i-=0。即从输入端看进去，元件相当于开路(虚开路)。理想运放的电路符号+_ududu+u-uo_++i+i-uoud0Usat-Usat电压转移特性(外特性)正向饱和区ud>0反向饱和区ud<04.理想运算放大器返回首页7/15/2021电路原理含运算放大器的电路的分析运放开环工作极不稳定，一般外部接若干元件(R、C等)，使其工作在闭环状态。1.反相比例器+_uo_+A++_uiR1RfRL12R1RiRfRoAu1+_+_u1+_uo+_uiRL运放等效电路217/15/2021电路原理R1RiRfRoAu1+_+_u1+_uo+_

6、uiRL运放等效电路21用节点电压法分析：(电阻用电导表示)(G1+Gi+Gf)un1-Gfun2=G1ui-Gfun1-(Gf+Go+GL)un2=GoAu1u1=un1整理得(G1+Gi+Gf)un1-Gfun2=G1ui(-Gf+GoA)un1-(Gf+Go+GL)un2=0解得7/15/2021电路原理由理想运放构成的反相比例器：+_uo_+++_uiR1RfRLi1i2i-u-u+“虚短”：u+=u-=0，“虚断”：i-=0，i2=i1i1=uS/R1i2=-uo/Rf7/15/2021电路原理反相比例器的对外等效电路：相当于一个压控电压源。+_u1i1+_uoi2VCVS

7、u1+_=-Rf/R17/15/2021电路原理ui1/R1+ui2/R2+ui3/R3=-uo/Rfuo=-(Rf/R1ui1+Rf/R2ui2+Rf/R3ui3)u-=u+=0i-=02.加法器+_uo_++R2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2ui37/15/2021电路原理u+=u-=uii+=i-=03.正相比例器_++RiuiR1R2u+u-i-+_uo+_i+uo=(R1+R2)/R2ui=(1+R1/R2)ui(uo-u-)/R1=u-/R27/15/2021电路原理应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。特点：①输入阻抗无穷大(虚断)；②输出阻抗为零；③uo=u

8、i。4.电压跟随器_+++_uo+_ui7/15/2021电路原理例R2RLR1+_u2+_u1可见，加入跟随器后，隔离了前后两级电路的相互影响。_+++_uiR1R2RL+_u27/15/2021电路原理5.积分器C+_uo_+++_uiRiCi-u-iRu-=0i-=0iR=iC返回首页7/15/2021电路原理