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2 1集成電路運算放大器 2運算放大器 2 2理想運算放大器 2 3基本線性運放電路 2 4同相輸入和反相輸入放大電路的其他應(yīng)用 2 1集成電路運算放大器 1 集成電路運算放大器的內(nèi)部組成單元 圖2 1 1集成運算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 2 1集成電路運算放大器 1 集成電路運算放大器的內(nèi)部組成單元 圖2 1 2運算放大器的代表符號 a 國家標準規(guī)定的符號 b 國內(nèi)外常用符號 2 運算放大器的電路模型 圖2 1 3運算放大器的電路模型 通常 開環(huán)電壓增益Avo的 105 很高 輸入電阻ri 106 很大 輸出電阻ro 100 很小 vO Avo vP vN V vO V 注意輸入輸出的相位關(guān)系 2 運算放大器的電路模型 當Avo vP vN V 時vO V 當Avo vP vN V 時vO V 電壓傳輸特性vO f vP vN 線性范圍內(nèi)vO Avo vP vN Avo 斜率 end 2 2理想運算放大器 1 vo的飽和極限值等于運放的電源電壓V 和V 2 運放的開環(huán)電壓增益很高若 vP vN 0則vO Vom V 若 vP vN 0則vO Vom V 3 若V vO V 則 vP vN 0 4 輸入電阻ri的阻值很高使iP 0 iN 0 5 輸出電阻很小 ro 0 圖2 2 1運放的簡化電路模型 2 3基本線性運放電路 2 3 1同相放大電路 2 3 2反相放大電路 2 3 1同相放大電路 a 電路圖 b 小信號電路模型圖2 3 1同相放大電路 1 基本電路 2 3 1同相放大電路 2 負反饋的基本概念 開環(huán) 閉環(huán) 反饋 將放大電路輸出量 通過某種方式送回到輸入回路的過程 瞬時電位變化極性 某時刻電位的斜率 電路有vo Avo vp vn 引入反饋后 vn 0 vp vi 不變 vp vn vo 使輸出減小了 增益Av vo vi下降了 這時的反饋稱為負反饋 2 3 1同相放大電路 3 虛假短路 圖中輸出通過負反饋的作用 使vn自動地跟蹤vp 即vp vn 或vid vp vn 0 這種現(xiàn)象稱為虛假短路 簡稱虛短 由于運放的輸入電阻ri很大 所以 運放兩輸入端之間的ip in vp vn ri 0 這種現(xiàn)象稱為虛斷 由運放引入負反饋而得到的虛短和虛斷兩個重要概念 是分析由運放組成的各種線性應(yīng)用電路的利器 必須熟練掌握 2 3 1同相放大電路 4 幾項技術(shù)指標的近似計算 1 電壓增益Av 根據(jù)虛短和虛斷的概念有vp vn ip in 0 所以 可作為公式直接使用 2 3 1同相放大電路 4 幾項技術(shù)指標的近似計算 2 輸入電阻Ri 輸入電阻定義 根據(jù)虛短和虛斷有vi vp ii ip 0 所以 3 輸出電阻Ro Ro 0 2 3 1同相放大電路 5 電壓跟隨器 根據(jù)虛短和虛斷有 vo vn vp vi 可作為公式直接使用 電壓跟隨器的作用 無電壓跟隨器時負載上得到的電壓 電壓跟隨器時 ip 0 vp vs 根據(jù)虛短和虛斷有 vo vn vp vs 2 3 2反相放大電路 a 電路圖 b 由虛短引出虛地vn 0圖2 3 5反相放大電路 1 基本電路 2 幾項技術(shù)指標的近似計算 1 電壓增益Av 根據(jù)虛短和虛斷的概念有vn vp 0 ii 0 所以i1 i2 即 可作為公式直接使用 2 3 2反相放大電路 2 幾項技術(shù)指標的近似計算 2 輸入電阻Ri 3 輸出電阻Ro Ro 0 2 3 2反相放大電路 當R2 R3時 1 試證明Vs R3R1 R2 Im 解 1 根據(jù)虛斷有Ii 0 所以I2 Is Vs R1 例2 3 3直流毫伏表電路 2 R1 R2 150k R3 1k 輸入信號電壓Vs 100mV時 通過毫伏表的最大電流Im max 又根據(jù)虛短有Vp Vn 0 R2和R3相當于并聯(lián) 所以 I2R2 R3 I2 Im 所以 當R2 R3時 Vs R3R1 R2 Im 2 代入數(shù)據(jù)計算即可 end 2 4同相輸入和反相輸入放大電路的其他應(yīng)用 2 4 1求差電路 2 4 2儀用放大器 2 4 3求和電路 2 4 4積分電路和微分電路 2 4 1求差電路 從結(jié)構(gòu)上看 它是反相輸入和同相輸入相結(jié)合的放大電路 當 則 若繼續(xù)有 則 根據(jù)虛短 虛斷和N P點的KCL得 2 4 1求差電路 從放大器角度看 時 增益為 該電路也稱為差分電路或減法電路 2 4 1求差電路 一種高輸入電阻的差分電路 2 4 2儀用放大器 2 4 3求和電路 根據(jù)虛短 虛斷和N點的KCL得 若 則有 該電路也稱為加法電路 2 4 4積分電路和微分電路 1 積分電路 式中 負號表示vO與vI在相位上是相反的 根據(jù) 虛短 得 根據(jù) 虛斷 得 因此 電容器被充電 其充電電流為 設(shè)電容器C的初始電壓為零 則 積分運算 2 4 4積分電路和微分電路 當vI為階躍電壓時 有 vO與t成線性關(guān)系 1 積分電路 2 4 4積分電路和微分電路 2 微分電路 end