集成运算放大器的线性应用

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1、第五章集成运算放大器的线性应用§5.1运放线性应用的条件与特点运放的传输特性线性应用的条件线性应用的特点§5.2基本运算电路反相比例运算电路同相比例运算电路二、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运放电路分析举例一、比例运算电路第五章集成运算放大器的线性应用三、积分与微分运算电路积分运算电路微分运算电路§5.3其他线性应用举例二、限幅电路一、电压与电流变换电路{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)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=±10

2、V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。++-ui1ui2uoA+U-UΔ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-uidI

3、-I+I-I+设I+与I-为运放同相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}++-U-U+uoRFΔA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-----实现运算uo=-kui-----实现运算uo=+kui1、反相比例运算电路(InvertingAmplifier)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++-∞R1Rfui+-R’-u0+Δ++-∞R1Rfui+-R’-u0+Δ比例运算电路（2）参数计算因为I-=0，所以i1=if即，又因为U

4、-=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i1ifI-++-∞R1Rfui+-R’-u0+Δ比例运算电路（3）2、同相比例运算电路(NoninvertingAmplifer)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：++-∞R1Rfui+-R’-u0+Δ比例运算电路（4）i1ifI-输入电阻因为电路引入电压负反馈，输出电阻ro=0当Auf=

5、1时，称为电压跟随器(VoltageFollower)。ui++-∞RfR’u0Δui++-∞u0Δ比例运算电路（5）分析图示电路输出电压uo与输入电压ui的关系u02+-u01-+++-∞R1R2ui+-Δ++-∞R4R5R6-u0+ΔR3i1ifI-I+虚断虚接虚地反相比例运算电路比例运算电路（6）分析图示电路输出电压uo与输入电压ui的关系i1ifI-因为I-=0，所以i1=if即，又因为U-=U+所以，则：U+=？I+++-∞R1Rfui+-R2-uo+R3Δ同相比例运算电路因为I+=0，所以R2，R3串联比例运算电路（7）{end}分析图示电路输出电压uo与输入电压ui的关系

6、U+=？叠加原理节点电压R3R2ui2ui1+--+U+++-∞R1Rfui1R2-uo+R3ui2Δ++-∞R1Rfui1R’uoR2R3ui2ui3i1i2i3ifΔ加法与减法运算电路（1）反相加法器(SummingAmplifer)电路结构特点Rf引入深度负反馈输入信号均加入反向端平衡电阻R’=R1//R2//R3//Rf输入输出关系计算因为I-=0，所以i1+i2+i3=if即，又因为U-=U+=R’I+=0若取R1=R2=R3=R，则则实现运算：I-=0加法与减法运算电路（2）同相加法器电路结构特点Rf引入深度负反馈输入信号均加入同向端输入输出关系计算因为I+=0，所以i1+

7、i2+i3=0即，又因为在同相比例器中有，则实现运算：整理得，RP=R1//R2//R3++-∞R1Rfui1RuoR2R3ui2ui3i1i2i3ifiU+U-ΔI+=0加法与减法运算电路（3）减法器(DifferenceAmplifer)----输入信号同时加入反相端与同相端ui1单独作用=0ui2单独作用0=所以，若取R1=R2、R3=Rf则++-∞R1Rfui2R2u0ui1R3U+U-Δ++-∞R1Rfui2R2u0ui1R3U+U-