模擬信號運算電路演示文稿現在是1頁\一共有22頁\編輯于星期二優選模擬信號運算電路現在是2頁\一共有22頁\編輯于星期二

理想運放工作在線性區時的特點

輸出電壓與其兩個輸入端的電壓之間存在線性放大關系，即+Aod理想運放工作在線性區特點：1.理想運放的差模輸入電壓等于零即——“虛短”“虛短”是指在分析運算放大器處于線性狀態時，可把兩輸入端視為等電位，這一特性稱為虛假短路，簡稱虛短。顯然不能將兩輸入端真正短路?，F在是3頁\一共有22頁\編輯于星期二2.理想運放的輸入電流等于零由于

rid=∞，兩個輸入端均沒有電流，即——“虛斷”理想運放工作在非線性區時的特點傳輸特性+UOPPuOu+-u-O-UOPP理想特性

理想運放工作在線性區時的特點“虛斷”是指在分析運放處于線性狀態時，可以把兩輸入端視為等效開路，這一特性稱為虛假開路，簡稱虛斷。顯然不能將兩輸入端真正斷路?，F在是4頁\一共有22頁\編輯于星期二理想運放工作在非線性區特點：當

u+>u-

時，uO=+UOPP當

u+<u-時,uO=-

UOPP

1.uO

的值只有兩種可能

在非線性區內，(u+

-

u-)可能很大，即

u+≠u-。“虛地”不存在2.理想運放的輸入電流等于零7.1.3理想運放工作在非線性區時的特點現在是5頁\一共有22頁\編輯于星期二

實際運放

Aod≠∞，當

u+與

u-

差值比較小時，仍有

Aod(u+

-

u-

)<UOPP，運放工作在線性區。

例如：LM741的

Uopp=±14V，Aod

2×105

，線性區內輸入電壓范圍uOu+-u-O實際特性非線性區非線性區線性區但線性區范圍很小。7.1.3理想運放工作在非線性區時的特點現在是6頁\一共有22頁\編輯于星期二分析運算放大電路的基本依據運放工作在線性區，即工作深度負反饋。

當運放工作在線性區時，“虛短”和“虛斷”的概念是成立的，“虛短”和“虛斷”是分析各種運放構成的線性電路的基本出發點和基本依據。大家在理解的基礎上要牢牢記住?，F在是7頁\一共有22頁\編輯于星期二理想運放工作在線性區時的特點特點:虛短:

u+=u-

（∵Aod

＝∞）

(理想運放的差模輸入電壓等于零)虛斷:

i+=i-=0(∵rid＝∞）

(理想運放的輸入電流等于零）比例運算電路的作用：將信號按比例放大。§7.2比例運算電路現在是8頁\一共有22頁\編輯于星期二7.2.1反相比例運算電路為使差動放大電路參數對稱，選R2＝R1//RFR2稱為平衡電阻。∵深負反饋虛短：虛斷：u－=u+=0(虛地）i+=i－=0當

R1＝RF時，Auf=-1——單位增益倒相器電壓并聯負反饋現在是9頁\一共有22頁\編輯于星期二7.2.2同相比例運算電路R2＝R1//RF∵深負反饋虛短：u+=u－虛斷：i+=i－=0u+=uI電壓串聯負反饋現在是10頁\一共有22頁\編輯于星期二同相比例運算電路的特點1）不存在“虛地”，集成運放輸入端可能具有較高的共模輸入電壓；2)電壓放大倍數Auf≥1;當RF=0時，Auf=1,此時稱為電壓跟隨器。3）輸入電阻高，若在理想運放條件下，Rif→∞;輸出電阻很低?，F在是11頁\一共有22頁\編輯于星期二7.2.3差分比例運算電路滿足R1=R1′RF=RF′∵深負反饋虛短：u－=u+虛斷：i+=i－=0三種比例運算電路之比較：P286表7-1特點：1）不存在“虛地”。2）對元件的對稱性要求較高，輸入電阻不夠高?，F在是12頁\一共有22頁\編輯于星期二7.2.4比例電路應用實例

應變、溫度等物理量通過傳感器轉換成電量時，獲得的信號電壓變化量常常很小，而共模電壓卻很高，所以傳感器后面的數據放大器必須具有很高的共模抑制比，同時要求有較高的輸入電阻，以免對傳感器產生影響。三運放數據放大器（儀用放大器）是目前應用比較廣泛的電路之一?，F在是13頁\一共有22頁\編輯于星期二7.2.4比例電路應用實例在R2＝R3、R4＝R5、R6＝R7，精確匹配時，可得A1、A2為同相比例運算電路。電路結構對稱，其漂移和失調都有相互抵消的作用A3為差分比例運算電路現在是14頁\一共有22頁\編輯于星期二7.2.4比例電路應用實例例7.2.2求Auf

和Rif解：∵深負反饋虛斷

i+＝i－＝0i1＝i2虛短

u－＝u+＝0（虛地）現在是15頁\一共有22頁\編輯于星期二7.2.4比例電路應用實例對比：可得：輸入電阻：Rif=R1

為了用低值電阻實現高電壓增益的比例運算，常用T型網絡代替RF現在是16頁\一共有22頁\編輯于星期二§7.3求和運算電路（加法電路）7.3.1反相求和電路R′＝R1//R2//R3//RF∵深負反饋虛斷：i+=i-=0iF=

i1+i2+i3虛短：u-=u+=0（虛地）若R1=R2=R3=R,

則現在是17頁\一共有22頁\編輯于星期二例：7.3.1uo=-3uI1-10uI2-0.53uI3解：已知

uo=-3uI1-10uI2-0.53uI3

對比

可得：

RF/R1=3,RF/R2=10,RF/R3=0.53選

RF=100kΩ

則R1=RF/3=33.3kΩR2=RF/10=10kΩ

R3=RF/0.53=188.7kΩ

R′=R1//R2//R3//RF=6.88kΩ

選取精密電阻例子現在是18頁\一共有22頁\編輯于星期二7.3.2同相求和電路∵深負反饋虛斷：i+=i-=0虛短：u+=u-當調節某一回路的電阻時，會影響其他輸入與輸出的關系，估算和調試過程麻煩；不“虛地”，共模輸入電壓較高。實際應用不如反相求和電路廣泛?，F在是19頁\一共有22頁\編輯于星期二7.3.3利用反相信號求和實現減法運算若

Rf1=R1,Rf2=R2=R3

則

uo=－(uI2－uI1)=uI1－uI2反相比例運算電路反相求和電路現在是20頁\一共有22頁\編輯于星期二§7.4積分和微分電路虛斷：i-=i+=07.4.1積分電路一、電路分析虛地：u-=0

uo=－uciI