第4章 運(yùn)算放大器_第1頁(yè)
第4章 運(yùn)算放大器_第2頁(yè)
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第4章 運(yùn)算放大器_第4頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1.運(yùn)放器理想化的主要條件:

(1)開(kāi)環(huán)差模電壓增益

(2)開(kāi)環(huán)差模輸入電阻(4)開(kāi)環(huán)輸出電阻(5)共模抑制比

在分析運(yùn)算放大器電路時(shí),一般把運(yùn)算放大器看成理想化。4.1.6理想運(yùn)算放大器的條件與特性+–++–+u+u–uo

(3)開(kāi)環(huán)共模輸入電阻2.電壓傳輸特性實(shí)際運(yùn)放的電壓傳輸特性u(píng)ooUO+UO-線性工作區(qū)正飽和區(qū)負(fù)飽和區(qū)+–++–+u+u–uo很大,但不是無(wú)窮大Uo+

、Uo-為正、負(fù)飽和電壓。

運(yùn)算放大器輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系稱為電壓傳輸特性。因此,當(dāng)很小時(shí),運(yùn)放工作在線性區(qū)。理想運(yùn)放器的電壓傳輸特性u(píng)ooUo+Uo-正飽和區(qū)負(fù)飽和區(qū)+–++–+u+u–uo據(jù)理想運(yùn)放時(shí),當(dāng)

實(shí)際運(yùn)放器開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)非常大,為了讓運(yùn)放器工作在線性區(qū),必須加負(fù)反饋,限制其電壓放大倍數(shù)。例4-1如圖4-7所示為集成運(yùn)放F007符號(hào),正負(fù)電源電壓為±15V,開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)Aud=2×105,

最大輸出電壓為±13V。

當(dāng)運(yùn)放器加下列輸入電壓時(shí),輸出電壓及極性如何?(1)u+=15μV,u-=-10μV;(2)u+=-5μV,u-=10μV;(3)u+=0V,u-=5mV;(4)u+=5mV,u-=0V解:由運(yùn)放器輸出電壓與輸入電壓的線性關(guān)系式得:

可見(jiàn),當(dāng)兩個(gè)輸入端之間的電壓差絕對(duì)值小于65uV,輸出電壓可以用線性公式進(jìn)行計(jì)算,;否則輸出電壓應(yīng)該飽和值,因此有:3.實(shí)際運(yùn)放器的“虛短”和“虛斷”特性相當(dāng)于兩輸入端之間短路,但又未真正短路,故稱“虛短”。(2)(1),而uo是有限值,運(yùn)放器開(kāi)環(huán)輸入電阻由于故從式可知(虛短)(虛斷)+–++–+u+u–uoi–i+得:由于輸入信號(hào)非常小,因此,每個(gè)端頭的輸入電流非常小,相當(dāng)于每個(gè)輸入端是斷路的,但又未真正斷路,故稱“虛斷”。4.3運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用4.3.1反相輸入運(yùn)算放大電路4.3.2同相輸入運(yùn)算放大電路4.3.3差分電路1.反相比例運(yùn)放電路據(jù)虛斷有:據(jù)虛短其中,平衡電阻輸入電阻:若則riifR1Rfi1uIR

+–+–++–+uou+u-4.3.1反相輸入運(yùn)放電路又因?yàn)槔?-4有一電阻式壓力傳感器,其輸出阻抗為500

,測(cè)量范圍是(0~10)MPa,其靈敏度是+1mV/0.1MPa,現(xiàn)在要用一個(gè)輸入電壓范圍是0~5V的標(biāo)準(zhǔn)表來(lái)顯示這個(gè)傳感器測(cè)量的壓力變化,需要一個(gè)放大電路把傳感器輸出的信號(hào)放大到標(biāo)準(zhǔn)表輸入需要的電壓,試設(shè)計(jì)放大電路并確定各元器件參數(shù)。解:采用二級(jí)反相比例運(yùn)算放大器構(gòu)成放大電路第一級(jí)放大器的最高輸入電壓為:10MPa(1mV

/0.1MPa)=100mV=0.1V放大電路的最高輸出電壓(即標(biāo)準(zhǔn)表的最高輸入電壓)為5V。放大倍數(shù):5V/0.1V=50由于反相比例運(yùn)放器的輸出電壓與輸入電壓反相,因此,第一級(jí)放大后可以再接一級(jí)反向比例運(yùn)放器,使相位符合要求。放大倍數(shù):可以取第一級(jí)運(yùn)放器放大倍數(shù)為-50,第二級(jí)運(yùn)放器放大倍數(shù)為-1當(dāng)一級(jí)運(yùn)放器的輸入電阻R1是信號(hào)源內(nèi)阻的20倍時(shí),可以認(rèn)為一級(jí)運(yùn)放器的輸入電壓約等于信號(hào)源電壓(誤差小于5%),即取輸入電阻R1:即:一級(jí)運(yùn)放器:R1RfR

+–++–+R12Rf2R2

+–++–+即:其中?。旱诙?jí)放大器:所以:平衡電阻:R1RfR

+–++–+R12Rf2R2

+–++–+平衡電阻:(1)取

為信號(hào)源內(nèi)阻的20倍。(2)(3)(4)

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