运放基本计算.doc

《运放基本计算.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、熟悉运放三种输入方式的基本运算电路及其设计方法2、了解其主要特点，掌握运用虚短、虚断的概念分析各种运算电路的输出与输入的函数关系。3、了解积分、微分电路的工作原理和输出与输入的函数关系。学习重点：应用虚短和虚断的概念分析运算电路。学习难点：实际运算放大器的误差分析集成运放的线性工作区域　　前面讲到差放时，曾得出其传输特性如图，而集成运放的输入级为差放，因此其传输特性类似于差放。　　当集成运放工作在线性区时，作为一个线性放大元件　　　vo=Avovid=Avo(v+-v-)　　通常Avo很大，为使其工作在线性

2、区,大都引入深度的负反馈以减小运放的净输入,保证vo不超出线性范围。　　对于工作在线性区的理想运放有如下特点：　　∵理想运放Avo=∞，则v+-v-=vo/Avo=0v+=v-　　∵理想运放Ri=∞i+=i-=0　　这恰好就是深度负反馈下的虚短概念。　　已知运放F007工作在线性区，其Avo=100dB=105,若vo=10V，Ri=2MΩ。则v+-v-=?，i+=?，i-=?　　　　　　可以看出，运放的差动输入电压、电流都很小，与电路中其它电量相比可忽略不计。　　这说明在工程应用上，把实际运放当成理想运放

3、来分析是合理的　。返回第二节　基本运算电路　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　比例运算电路是一种最基本、最简单的运算电路，如图8.1所示。后面几种运算电路都可在比例电路的基础上发展起来演变得到。vo∝vi：vo=kvi(比例系数k即反馈电路增益AvF,vo=AvFvi)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　输入信号的接法有三种：　　反相输入（电压并联负反馈）见图8.2　　　　　　　　　　　同相输入（电压串联负反馈）见图8.3　　　　　　　　　　　　差动输入（前两种方式

4、的组合）讨论：　　1）各种比例电路的共同之处是：无一例外地引入了电压负反馈。　　2）分析时都可利用"虚短"和"虚断"的结论：iI=0、vN=vp。见图8.4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3）AvF的正负号决定于输入vi接至何处：　　接反相端：AvF<0　　接同相端：AvF>0，见图8.5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作为一个特例，当R1→∞时AVF=1，电路成为一个电压跟随器如图8.6所示。　　　　　　　4)在同相比例电路中引入串联反馈，所以Ri很大，而反相比例电路引入

5、并联负反馈，所以Ri不高。　　5）由于反相比例电路中，N点是"虚地"点，vN≈0。所以加在集成运放上的共模输入电压下降至0；而同相比例电路中，vN≈vi，所以集成运放将承受较高的共模输入电压。　　6）比例电路的同相端均接有R′，这是因为集成运放输入级是由差放电路组成，它要求两边的输入回路参数对称。即，从集成运放反相端和地两点向外看的等效电阻等于反相端和地两点向外看的等效电阻。　　这一对称条件，对于各种晶体管集成运放构成的运算和放大电路是普遍适用的。有时(例高阻型运放)要求不严格。例：试用集成运放实现以下比例

6、运算：AvF=vo/vi=0.5，画出电路原理图，并估算电阻元件的参数值。解：(1)AvF=0.5>0，即vo与vi同相。∴可采用同相比例电路。但由前面分析可知，在典型的同相比例电路中，AvF≥1，无法实现AvF=0.5的要求。　　(2)选用两级反相电路串联，则反反得正如图8.7所示。使AvF1=-0.5，AvF2=-1。即可满足题目要求。　　电阻元件参数见图8.8。　　　　　　　　　　　　　　一、加法电路　　求和电路的输出电压决定于若干个输入电压之和，一般表达式为　：vo=k1vs1+k2vs2+....

7、..+knvsn　　　　下面以图8.9为例推导输出/输入之间的函数关系。该电路的实质是多端输入的电压并联负反馈电路。　　　　　　　　　根据虚地的概念，即：vI=0→vN-vP=0,iI=0　　　　　　　　　　　　　电路特点：　　在进行电压相加时，能保证各vs及vo间有公共的接地端。输出vo分别与各个vs间的比例系数仅仅取决于Rf与各输入回路的电阻之比，而与其它各路的电阻无关。因此，参数值的调整比较方便。　　1)求和电路实际上是利用"虚地"以及iI=0的原理，通过电流相加(if=i1+i2+…)来实现电压相加

8、。此加法器还可扩展到多个输入电压相加。也可利用同相放大器组成。　　2)输出端再接一级反相器，则可消去负号，实现符合常规的算术加法。同相放大器可直接得出无负号的求和。但仅在Rn=Rp的严格条件下正确。　　3)这个电路的优点是：　　a.在进行电压相加的同时，仍能保证各输入电压及输出电压间有公共的接地端。使用方便。　　b.由于"虚地"点的"隔离"作用，输出vo分别与各个vs1间的比例系数仅仅取决于Rf与各相应输入回路的