集成运算放大器的线性应用

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1、第5章集成运算放大器的应用{end}运放线性应用的条件和分析特点基本运算电路其他线性应用举例第5章集成运算放大器的线性应用§5.1运放线性应用的条件和分析特点一、运放的传输特性二、线性应用的条件三、线性应用的特点{end}运放线性应用的条件与特点（1）运放的传输特性uo=f(ui)0ui(mV)uo(V)++-ui1ui2uoΔA+U-U在图示运放电路中，有uo=Aod(ui2-ui1)=Aodui设电源电压为±12V，则运放最大输出电压UOM=±10V设运放Aod=104，则其传输特性如图所示-0.10.1-1010线性区非线性区

2、非线性区结论：运放在开环状态下线性区很窄，只能工作在非线性区。理想运放则无线性区如何使运放工作在线性区呢？降低电压放大倍数如何降低电压放大倍数呢？引入负反馈结论：运放工作在线性区的条件是在电路中加入负反馈。运放线性应用的条件与特点（2）运放工作在线性状态下的两个特点RF引入负反馈设U+与U-为运放同相与反相端的电位，有uo=Aod(U+-U-)即：U+-U-=uo/Aod因为对于理想运放有Aod=∞，所以U+=U-虚接++-ui1ui2uoAoduidridro-uid++-U-U+uoΔARFI-I+I-I+设I+与I-为运放同相

3、与反相端的输入电流，因为对于理想运放有rid=∞，所以I+=I-=0虚断{end}分析运放组成的线性电路的出发点虚接虚断放大倍数与负载无关，可以分开分析。u+uo_++u–Ii信号的放大、运算有源滤波电路运放线性应用第5章集成运算放大器的线性应用§5.2基本运算电路反相比例运算电路同相比例运算电路{end}二、加减运算电路反相加法运算电路同相加法运算电路减法运算电路一、比例运算电路三、积分与微分运算电路积分运算电路微分运算电路比例运算电路（1）实现将输入信号按比例放大的电路，称为比例运算电路反相比例运算同相比例运算-----实现

4、运算uo=-kui-----实现运算uo=+kui1、反相比例运算电路(InvertingAmplifier)++-Δ∞R1Rfui+-R’-u0+电路结构特点Rf引入深度负反馈该反馈为何种组态？输入信号加入反相端平衡电阻R’=R1//RF实现将信号放大并进行运算的电路,称为运算电路。比例运算电路（2）参数计算因为I-=0，所以i1=if即，又因为U-=U+=R’I+=0所以，即电压放大倍数输入电阻因为电路引入电压负反馈，输出电阻ro=0若输出端加负载，uo改变吗？则实现运算：虚地++-Δ∞R1Rfui+-R’-u0+i1ifI-_

5、++RFR1RPuiuoi1i2i-i+例.R1=10k,RF=20k,ui=-1V。求:uo，RP应为多大？Auf=-（RF/R1）=-20/10=-2uo=Aufui=(-2)(-1)=2VRP=R1//RF=10//20=6.7k反相比例运算电路举例反相比例电路的特点：1.共模输入电压为0，因此对运放的共模抑制比要求低。2.由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。1.由于并联负反馈的作用，输入电阻小，因此对输入电流有一定的要求。2.在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。优点缺点输入电阻小、共模

6、电压为0以及“虚地”是反相输入的特点。比例运算电路（3）2、同相比例运算电路(NoninvertingAmplifer)++-Δ∞R1Rfui+-R’-u0+电路结构特点Rf引入深度负反馈输入信号加入同相端平衡电阻R’=R1//RF该反馈为何种组态？i1ifI-参数计算因为I-=0，所以i1=if即:，又因为U-=U+=ui所以，即电压放大倍数则实现运算：比例运算电路（4）++-Δ∞R1Rfui+-R’-u0+i1ifI-输入电阻因为电路引入电压负反馈，输出电阻ro=0当Auf=1时，称为电压跟随器(VoltageFollower)

7、。ui++-Δ∞RfR’u0ui++-Δ∞u0此电路是电压串联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。_++RFRfRPuiuoiFif例题.Rf=10k,RF=20k,ui=-1V。求:uo，RP应为多大？uo=Auui=(3)(-1)=-3VRP=Rf//RF=10//20=6.7kAuf=1+=1+20/10=3RFRf同相比例运算电路举例同相比例电路的特点：1.共模输入电压为ui，因此对运放的共模抑制比要求高。1.由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此

8、带负载能力强。2.由于串联负反馈的作用，输入电阻大。优点缺点比例运算电路（5）分析图示电路输出电压u0与输入电压ui的关系++-Δ∞R1Rfui+-R2-u0+R3i1ifI-因为I-=0，所以i1=if即:又因为U-=U+所以:则：