第3章基于反馈结构的二阶有源RC滤波电路的分析与设计ppt课件.ppt

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1、现代电路理论与设计第３章基于反馈结构的二阶有源RC滤波电路的分析与设计3.1理想运算放大器及其应用电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用1．两个输入端口的输入阻抗均为无穷大。即同相端和反相端都没有电流（I1=I2=0）(虚断)；2．增益为无穷大。从而使两个输入端之间的电压Va等于０(虚短)；３．输出阻抗为０。即输出电压与输出电流无关。电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用3.1.1理想运算放大器理想运算放大器工作在线性区域时，具有如下特性：_+∞VoVaI1I2+ViR2_+∞VoR1R3+ViR2_

2、+∞VoR1R3R2_+∞VoR1R3+Vi1+Vi2反相比例运算电路同相比例运算电路差分电路电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用3.1.2理想运算放大器的应用例3-1由运算放大器组成的放大电路如图所示。(1)求电压增益的表达式；(2)若R1=51kΩ，R2=R3=390kΩ。当vo=-100vi时，求R4=?R1viR2vo-+i1i2R3R4NMi3i4电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用解：(1)求电压增益的表达式列节点N和M的节点方程：，即，即解上述方程得：电压增益为：R1viR2vo-+i

3、1i2R3R4NMi3i4电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用（2）求R4即求得：R4=35.2kΩR1viR2vo-+i1i2R3R4NMi3i4电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用例3.2图3.11是一个由集成运放组成的仪器放大器，试分析：(1)电路的结构和作用；(2)电路输出电压与输入电压的关系式。v1v2R1R2R2A2R3R3R4R4-v3v3-v4v4A1A3+电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用解：（1）电路的结构和作用运算放大器A1、A2组成第一级差分放大电路。R1和R2组成反

4、馈网络，引入负反馈以保证两个运算放大器工作在线性状态。运算放大器A３组成第二级差分放大电路，实现对第一级差分放大器输出信号v3、v4的相减运算；v1v2R1R2R2A2R3R3R4R4-v3v3-v4v4A1A3+电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用（2）电路输出电压与输入电压的关系利用虚短特性可得电阻R1上的电压降为v1－v2。由于理想运放具有虚断特性，流过R1上的电流(v1－v2)/R1就是流过电阻R2上的电流。即：v1v2R1R2R2A2R3R3R4R4-v3v3-v4v4A1A3+电路理论与设计3

5、.1理想运算放大器及其应用由A3、R3、R4组成差动放大器，电路的输出电压与输入电压的关系为：v1v2R1R2R2A2R3R3R4R4-v3v3-v4v4A1A3+电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用例3-3求图示网络的增益Vo/Vi。电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用解：运放1由两个信号驱动，一个是输入信号Vi，另一个是输出信号Vo经运放2放大以后的一部分信号。它的输入为这两个信号之差。运放2的输入信号是Vo，其输出为-(R2/R1)Vo。于是，图(a)可以简化为图(b)。(b)(a)电路理论与

6、设计3.1理想运算放大器及其应用因为Ia=0，所以电阻R4上的电压为：因为Va=0，所以电阻R4上的电压必须等于输入电压Vi：求得增益为：电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用例3.4差动式积分运算电路如图所示。设运算放大器是理想的，电容上的初始电压等于零，且C1=C2=C，R1=R2=R。求该电路的输出电压和输入电压的关系。C1-vi1R1+iCvovi2R2vNvPC2电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用解：输入电压vi2单独作用即vi1=0时，电路为同相积分器电路。设此时的输出为vo2，于是有：

7、因为1/s表示积分，所以有：C1-vi1R1+iCvovi2R2vNvPC2电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用同理，当输入电压vi1单独作用即vi2=0时，电路为反相积分器电路。设此时的输出为vo2，于是有：可见，此电路实现了差分式积分输出。C1-vi1R1+iCvovi2R2vNvPC2电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用当输入电压vi1和vi2共同作用于该电路时，其输出vo为：例3-5差动放大电路如图所示。（1）当V2分别等于0、V1、-V1时，求从V1看进去的阻抗；（2）当V1分别等于0、V

8、2、-V2时，求从V2看进去的阻抗。-∞kRVoI1RI2+V1R+V2abkR＋电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用解：（1）为了求从V1看进去的阻抗Z1，必须计算I1,其中I1与V1和a点的电压有关。a点的电压与b点的电压相等.于是有：V1提供的电流I1为：于是，可以求出Z1：-∞kRVoI1RI2+V1R+V2abkR＋电路理论与设计3.1理想运算放大器及其应用V2分别等于