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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 理想运算放大器及其运算电路,集成运算放大器在线性和非线性应用时的基本概念和分析依据,集成运算放大器在线性和非线性应用时的分析方法,集成运算放大器典型线性应用电路的组成、工作原理和电路功能,学习重点,第二章 理想运算放大器及其运算电路集成运算放大器在线性和,1,2.1 理想运算放大器,2.2 比例运算电路,2.3 加减运算电路,2.4 积分电路和微分电路,学习内容,2.1 理想运算放大器学习内容,2,2.1 理想运算放大器,2.1.1,运算放大器的端子,运算放大器有三个端子：反相输入端、同相输入端、输出端,u,、,u,+、,u,o,分别表示反相输入端、同相输入端、输出端电压,2.1 理想运算放大器2.1.1 运算放大器的端子,3,两个重要法则：,1.虚断：r,id,则：I,+,=I,-,=0,2.虚短：A,od,=，,u,id,=,u,-,u,+,=0,则：,u,-,=,u,+,2.1.2,理想运算放大器,为了简化分析并突出主要性能，通常把集成运放看成是理想的。它应当满足下列条件：,1.开环差模电压增益A,od,2.开环差模输入电阻r,id,3.开环输出电阻r,o,0,4.共模电压增益A,oc,0,5.带宽BW,两个重要法则：2.1.2 理想运算放大器 为,4,2.2 比例运算电路,2.2.1,反相比例运算电路,根据两个重要法则得出：,虚断：,i,1,=,i,f,虚短：,u,-,=,u,+,=0,i,1,=,i,f,=,输入、输出电压之间的关系：,u,o,=,u,i,由上式可知：输出电压与输入电压的相位相反,，大小成一定比例。,2.2 比例运算电路2.2.1 反相比例运算电路根据两,5,电路的输入、输出电阻：,在理想情况下，,R,if,=R,1,，R,of,=0,闭环电压,增益,为：,A,uf,=,当R,1,=R,f,时，,u,o,=,u,i,，该电路就成了反相器。,图中电阻,R,b,称为平衡电阻，通常R,b,=R,1,R,f,，以保证其输入端的电阻平衡，从而提高差动电路的对称性。,电路的输入、输出电阻：闭环电压增益为：Auf=,6,2.2.2,同相比例运算电路,根据运放工作在线性区,的两条法则可知：,虚断：,虚短：,而,由此可得：,由上式可知：输出电压与输入电压的相位相同,，大小成一定比例。,2.2.2 同相比例运算电路 根据运放工作在线,7,同反相比例运算电路一样，为了提高差动电路的对称性，平衡电阻 。,闭环电压放大倍数为：,当R,f,=0或R,1,时，A,uf,=1，即,u,o,=,u,i,，这时输出电压跟随输入电压作相同的变化，称为电压跟随器。,电压跟随器,同反相比例运算电路一样，为了提高差动电路的对,8,例,在图示电路中，已知,R,1,=100k，,R,f,=200k，,u,i,=1V，求输出电压,u,o,。,解,第一级为电压跟随器，作为第二级的输入。,第二级为反相比例运算电路，其输出电压为：,例 在图示电路中，已知R1=100k，Rf=200k,9,2.3.1,加法运算电路,2.3 加法和减法运算电路,2.3.1 加法运算电路2.3 加法和减法运算电路,10,2.3.2,减法运算电路,由叠加定理：,u,i,1,单独作用时为反相比例运算电路，其输出电压为：,u,i,2,单独作用时为同相比例运算电路，其输出电压为：,u,i,1,和,u,i,2,共同作用时，输出电压为：,2.3.2 减法运算电路由叠加定理：,11,例：求图示电路中,u,o,与,u,i,1,、,u,i,2,的关系。,解,：,第一级为反相器，第二级为加法运算电路,例：求图示电路中uo与ui1、ui2的关系。解：第一级为反相,12,2.4 积分和微分运算电路,2.4.1,积分运算电路,由图可得：,虚断：,虚短：,u,-,=,u,+,=0,由此可得：,可见：输出电压是输入电压对时间的积分。RC是积分时间常数。,若,u,i,为恒定电压,U,，则输出电压,为：,2.4 积分和微分运算电路2.4.1 积分运算电路由图可,13,2.4.2,微分运算电路,由图可得：,虚断：,虚短：,u,-,=,u,+,=0,由此可得：,可见：输出电压是输入电压的微分。RC是微分时间常数。,2.4.2 微分运算电路由图可得：,14,精品课件,！,精品课件！,15,精品课件,！,精品课件！,16,小 结,1,熟练掌握各种电路图的结构和结论,2 能够分析电路、设计简单电路,小 结1 熟练掌握各种电路图的结构和结论,17,
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