《电工电子技术》第二十四讲.ppt

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1、§5—4集成运放在模拟信号运算方面的运用集成运放与外部电阻、电容、半导体器件等构成闭环电路后，能对各种模拟信号进行比例、加法、减法、微分、积分、对数、反对数、乘法和除法等运算。为了使运放工作在线性区（输出不饱和），通常需引入深度负反馈（AF》1）。在这种情况下，电路的输出电压和输入电压的关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构和参数，而与运放本身的参数关系不大。改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以实现不同的运算。一、比例运算电路1.反相比例运算（1）电路组成以后如不加说明，输入、输出的另一端

2、均为地()。（2）电压放大倍数因虚短,所以u–=u+=0，称反相输入端“虚地”—反相输入的重要特点因虚断，i+=i–=0，ifi1i–i+uoRFuiR2R1++––++–所以i1if因要求静态时u+、u–对地电阻相同，所以平衡电阻R2=R1//RF电压放大倍数uoRFuiR2R1++––++–－－反馈电路直接从输出端引出—电压反馈输入信号和反馈信号加在同一输入端—并联反馈反馈信号使净输入信号减小—负反馈电压并联负反馈输入电阻低，共模电压0⑤电压并联负反馈，输入、输出电阻低，ri=

3、R1。共模输入电压低。结论：①Auf为负值，即uo与ui极性相反。因为ui加在反相输入端。②Auf只与外部电阻R1、RF有关，与运放本身参数无关。③

4、Auf

5、可大于1，也可等于1或小于1。④因u–=u+=0，所以反相输入端“虚地”。例：电路如下图所示，已知R1=10k，RF=50k。求：1.Auf、R2；2.若R1不变，要求Auf为–10，则RF、R2应为多少？解：1.Auf=–RFR1=–5010=–5R2=R1RF=1050(10+50)=8.3k2.因Auf=–RF/R1

6、=–RF10=–10故得RF=–AufR1=–(–10)10=100kR2=10100(10+100)=9.1kuoRFuiR2R1++––++–采用T型反馈网络的反相比例电路目的：在高比例系数时，为避免RF阻值太大。分析：u+=u-=0（虚短）i1=i2（虚断）2.同相比例运算因虚断，所以u+=ui（1）电路组成（2）电压放大倍数uoRFuiR2R1++––++–因虚短，所以u–=ui，反相输入端不“虚地”因要求静态时u+、u对地电阻相同，所以平衡电阻R2=R1//RF

7、u+u–输入电阻高共模电压=ui电压放大倍数电压串联负反馈输入信号和反馈信号分别加两个输入端—串联反馈反馈电路直接从输出端引出—电压反馈因虚短，所以u–=ui，反相输入端不“虚地”反馈信号使净输入信号减小—负反馈uoRFuiR2R1++––++–⑤电压串联负反馈，输入电阻高、输出电阻低，共模输入电压可能较高。结论：①Auf为正值，即uo与ui极性相同。因为ui加在同相输入端。②Auf只与外部电阻R1、RF有关，与运放本身参数无关。③Auf≥1，不能小于1。④u–=u+≠0，反相输入端不存在“

8、虚地”现象。当R1=且RF=0时，uo=ui，Auf=1，称电压跟随器。uoRFuiR2R1++––++–由运放构成的电压跟随器输入电阻高、输出电阻低，其跟随性能比射极输出器更好。uoui++––++–左图是一电压跟随器，电源经两个电阻分压后加在电压跟随器的输入端，当负载RL变化时，其两端电压uo不会随之变化。uo+–++–15kRL15k+15V7.5k例：负载电流的大小与负载无关。例2：负载浮地的电压-电流的转换电路特点1.能测量较小的电压；2.输入电阻高，对被测电路影响

9、小。流过电流表的电流IGUxR2R1+–++–RLuiR2R1+–++–iLi1二、加法运算电路1.反相加法运算电路因虚短,u–=u+=0平衡电阻：R2=Ri1//Ri2//RFii2ii1ifui2uoRFui1Ri2Ri1++–R2+–因虚断，i–=0所以ii1+ii2=if)(2i2iF1i1iFouRRuRRu+-=2.同相加法运算电路方法1:根据叠加原理ui1单独作用(ui2＝0)时，同理，ui2单独作用时ui2uoRFui1Ri2Ri1++–R1+–方法2：平衡电阻：

10、Ri1//Ri2=R1//RFu+思考u+=?也可写出u–和u+的表达式，利用u–=u+的性质求解。ui2uoRFui1Ri2Ri1++–R1+–1.输入电阻低；2.共模电压很小；3.当改变某一路输入电阻时，对其它路无影响；同相加法运算电路的特点：1.输入电阻高；2.有共模电压；3.当改变某一路输入电阻时，对其它路有影响；反相加法运算电路的特点：ui2uoRFui1Ri2Ri1++–R1+–ui2uoRFui1Ri2Ri1++–R2+–三、减法运算电路由虚断可得：由虚短可得：分析方法