模電第二章集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用基礎(chǔ)

1、第二章 集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用基礎(chǔ) 本章重點(diǎn)介紹集成運(yùn)算放大器的模型、電壓傳輸特性、線性和非線性應(yīng)用以及非理想特性對(duì)實(shí)際應(yīng)用的限制。 2.1 集成運(yùn)放的符號(hào)、模型和電壓傳輸特性 2.2 擴(kuò)展線性放大范圍引入深度負(fù)反饋 2.3 基本運(yùn)算放大電路 2.4 信號(hào)處理的應(yīng)用有源RC濾波器 2.5 非理想特性對(duì)實(shí)際應(yīng)用的限制2.1 集成運(yùn)算放大器的符號(hào)、模型和電壓傳輸特性一、集成運(yùn)算放大器的符號(hào)雙電源供電，單端輸出單電源供電，單端輸出雙電源供電，雙端輸出同相輸入端：輸入端信號(hào)與輸出端 信號(hào)相位相同。反相輸入端：輸入端信號(hào)與輸出端 信號(hào)相位相反。二、集成運(yùn)算放大器模型（電壓放大器為主）集成運(yùn)算放大器模型

2、理想運(yùn)放條件00iioiIIARRuo理想運(yùn)放模型0iiiIIR構(gòu)成集成運(yùn)放輸入端“虛斷路”。三、集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性根據(jù)理想模型和理想運(yùn)放條件，輸出電壓為：）（iiuouuAuo運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性1、輸出電壓受正、負(fù)電源電壓的限制；理想運(yùn)放的特性：3、線性放大狀態(tài)，理想運(yùn)放的同相端和反相端電壓近似相等，故“虛短路”；4、運(yùn)放開(kāi)環(huán)工作是不能作為放大器使用的。2、運(yùn)放開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)非常大；若輸入差模電壓定義為反相， 即：iiuuu id電壓傳輸特性為：V6 V,6 oiduuV4 V,4- oiduuV10 V,001 oiduuV10 V,1 oiduu 由此有：工作于線性放大區(qū)，

3、差模輸入電壓很小，同相和反相輸入端可視為“虛短路虛短路”；工作于限幅區(qū)，則不能認(rèn)為“虛短路”。反相電壓傳輸特性2.2 深度負(fù)反饋擴(kuò)展線性放大范圍一、引入深度負(fù)反饋的意義： 深度負(fù)反饋的引入，使得反饋信號(hào)抵消掉部分輸入信號(hào)，從而保證放大器工作于吸納性放大狀態(tài)，保證差模輸入信號(hào)在“虛短路”范圍內(nèi)。二、深度負(fù)反饋的組態(tài)：反相輸入組態(tài)同相輸入組態(tài)反相輸入組態(tài)分析：o211i212iduRRRuRRRu反相輸入組態(tài)o211i212uRRRuRRR 反饋分量與輸入分量相互抵消，因而凈輸入信號(hào)減小，故引入的是“負(fù)反饋”。 若引入的是“深度負(fù)反饋”，則有：0idui212o211uRRRuRRRi12ouRR

4、u引入深度負(fù)反饋后的閉環(huán)放大倍數(shù)為：12ioufRRuuA 反相輸入時(shí)的閉環(huán)電壓傳輸特性曲線 線性狀態(tài)下輸入電壓的范圍為：12oL12oHimax/RRURRUu10/ 12V12oHRRU2V. 1imaxu同相輸入組態(tài)分析：o211iiduRRRuu同相輸入組態(tài) 反饋分量與輸入分量相互抵消，因而凈輸入信號(hào)減小，故引入的是“負(fù)反饋”。 若引入的是“深度負(fù)反饋”，則有：0iduio211 uuRRRi12o1uRRu引入深度負(fù)反饋后的閉環(huán)放大倍數(shù)為：12iouf1RRuuA 同相輸入時(shí)的閉環(huán)電壓傳輸特性曲線 結(jié)論：負(fù)反饋越強(qiáng)，閉環(huán)增益下降越多，線性放大范圍展寬越多。 課本22頁(yè)思考題（引入正反

5、饋）2.3 幾種基本運(yùn)算電路一、比例運(yùn)算放大器1、同相比例運(yùn)算放大器反饋性質(zhì)： 串聯(lián)電壓負(fù)反饋 fi- iiiduuuuu凈輸入信號(hào)：o211i-uRRRu閉環(huán)電壓增益：12uf1RRA電壓傳輸特性曲線同相比例放大器的特點(diǎn)：1)、信號(hào)從同相端輸入，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相。2)、U U+ +=U U-0反相端與同相端電壓相等，呈現(xiàn)“虛短路”特性。3)、閉環(huán)放大倍數(shù)大于等于1。0 2R若iouu11 12ufRRA則 即輸出信號(hào)與輸入信號(hào)完全相同，故稱其為“電壓跟隨器”4)、深度負(fù)反饋下的閉環(huán)輸入阻抗Rif進(jìn)一步增大，更加趨向于理想（Rif）。結(jié)論：同相比例放大器的輸入電阻很大。iiifIUR0i

6、fiiidiRUURUI5)、閉環(huán)輸出阻抗R0f進(jìn)一步減小，更加趨向于理想（R0f0）。例例2.3.1 2.3.1 電壓跟隨器的隔離作用 分析下圖兩種方案下的負(fù)載電壓和電流ssuuRRRu01. 0LsLLk 101LLLsuRui方案a（直接供電）：sRsAuuRRRuuifufifsifi1Lk 1LLLsuRui方案b（引入電壓跟隨器）：2、反相比例運(yùn)算放大器反饋性質(zhì)： 并聯(lián)電壓負(fù)反饋 fiiIII幾種電流關(guān)系：深度負(fù)反饋下：fii0III虛短路：運(yùn)算放大器的反相端與同相端電位近似相等+兩個(gè)重要概念：虛地：同（或反）相端接地，則反相端可稱為“虛地”電壓傳輸特性曲線由“虛短路”和“虛地”的

7、概念有：0UU1i1iiRURUUI2o2ofRURUUI2o1ifiRURUII電壓增益為：12ioufRRUUA反相比例放大器的閉環(huán)輸入電阻閉環(huán)輸入電阻RifiiifIURffiiIIII2oidfRUUI012fid1uARIUZ1i11iiifRRZRIURidoUUAu反相比例放大器的特點(diǎn)：1)、信號(hào)從反相端輸入，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)反相。2)、U U+ +=U U-=0，同相端接地，反相端呈現(xiàn)“虛地”特性。 4）、閉環(huán)輸入電阻較小， Rif R1，R2等效到運(yùn)放輸入端的等效電阻Z1=R2 /(1+|Au|) 0。3)、閉環(huán)放大倍數(shù)12ufRRA 5）、閉環(huán)輸出電阻Rof0。問(wèn)題：1）

8、分析運(yùn)放A1、A2 的功能各是什么？ uf2uf1o1oio1ioufAAUUUUUUA例 2.3.3 電路如圖： 2）求出電路總的電壓增益Auf的表達(dá)式。 例 2.3.4 問(wèn)題：分析運(yùn)放在不同輸入下的輸出關(guān)系。 二、相加器1、反相相加器11111RuRuuiii22222RuRuuiii33333RuRuuiii321iiiif332211oifififffuRRuRRuRRRiu特點(diǎn)：運(yùn)用運(yùn)放“虛地”特性，各信號(hào)源之間互不干擾。例2.3.4 試設(shè)計(jì)一個(gè)相加器，完成uo= -(2ui1+3ui2)的運(yùn)算，并要求對(duì)ui1、ui2的輸入電阻均100k。2 , 312RRRRff選 Rf=300

9、k，R2=100k , R1=150k。 為了消除輸入偏流產(chǎn)生的誤差，在同相輸入端和地之間接入 一 直 流 平 衡 電 阻 Rp, 并 令Rp=R1R2Rf=50k，如圖所示。 解解 為滿足輸入電阻均100k，選R2=100k，針對(duì)Rfui1ui2uoR1R2Rp150k100k50k300k2、同相相加器UU 電壓疊加同相端與反相端虛短路231231132132| iiuRRRRRuRRRRRUffuuRRRUo231231132132o|1 iifuRRRRRuRRRRRRRu212131231|1 RRuuRRRRRRRiif特點(diǎn)：U+與各信號(hào)源的內(nèi)阻有關(guān)，各信號(hào)源互不獨(dú)立三、相減器相減

10、器：輸出電壓與兩個(gè)輸入信號(hào)之差成正比。R1Ui2R2R4R3-Ui1Uo+R3Ui1Uo1R1R2R4-+R1Ui2R2R4R3-Uo2+由疊加原理有：0 12iu、14241313o111iuRRRRRURRu0 21iu、i213o2uRRuo2o1ouuu2131424131iiuRRuRRRRR43212113 ,RRRRuuRRii例2.3.6 下下圖為稱重放大器的示意圖。R2uoR2R1R1RxRRREr激勵(lì)源壓力傳感器相減放大器壓敏電阻 當(dāng)壓力(重量)為零時(shí)，Rx=R，電橋處于平衡狀態(tài)，ui1=ui2 , 相減器輸出為零。而當(dāng)有重量時(shí)，壓敏電阻Rx隨著壓力變化而變化，從此電橋失去

11、平衡，ui1 ui2 , 相減器輸出電壓與重量有一定的關(guān)系式。試問(wèn)，輸出電壓uo與重量(體現(xiàn)在Rx變化上)有何關(guān)系。解：由戴維南定理對(duì)電路等效為：2i1rEu 稱重放大器的簡(jiǎn)化電路rxxERRRui22RR xxRRR|112122212o1ixixuRRRRRRRuRRRu11xRRRRrxxxxriiERRRRRRRRRERRuuRRu12122112o221條件：四、積分器積分器：輸出電壓與輸入電壓的積分成正比。)(/1)(iojuRCjju積分器電路輸出電壓的頻域表達(dá)式為：)(1ijuRCj積分器的傳輸函數(shù)為：RCjjUjUjA1)()()(iosRCsA1)(傳輸函數(shù)的幅相特性為：R

12、CjAu1)(o90)(j復(fù)頻域表示積分器的頻率表達(dá)式：時(shí)域分析(電容初始電壓為零)：）（dB lg20)(lg20RCjACdttitutuc )()()(co一種差動(dòng)積分器電路如圖一種差動(dòng)積分器電路如圖積分器的幅相曲線dttuRCi )(1dtuuRCtuii )(1)(21o例 電路如圖（參數(shù)見(jiàn)圖）0)()(otutuCmA02. 01REiC當(dāng)t=01s時(shí)，開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)；當(dāng)t=1s3s時(shí)，開(kāi)關(guān)S接b點(diǎn)；當(dāng)t3s后，開(kāi)關(guān)S接c點(diǎn)。初始電壓uC(0)=0,試畫出輸出電壓uC(0)的波形圖。 1)、當(dāng)t=01s時(shí)，開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)；解： 0)0( Cu2)、當(dāng)t=13s時(shí)，開(kāi)關(guān)S接b點(diǎn)，電容C充

13、電）（1F101010V2 1)(65 1 2otdtERCtut) 3( 1V15)(o 3 2oUdtERCtuxtx當(dāng)t=3s時(shí)，輸出電壓為：電容C 放電后被反充電，則uo從初始電壓為uC(3) 開(kāi)始線性上升，直到電源電壓(+15V)。此時(shí)對(duì)應(yīng)時(shí)間為：V 42F101010V2)3(65ou3)、t3s后，開(kāi)關(guān)S接c點(diǎn)，此時(shí)電容器的初始電壓為uC(3) V4)(101010V3265ttx33. 93/28xt五、微分器微分器：輸出電壓與輸入電壓的微分成正比。積分器的傳輸函數(shù)為：RCjjA)(sRCsA)(傳輸函數(shù)的幅相特性為：)dB( )20lg()(RCjAuo90)(jS域表達(dá)式：

14、頻域表達(dá)式：微分器的時(shí)域分析：輸入電壓與輸出電壓的關(guān)系為：Ritufo)(dttduCdttduCti)()()(icfdttduRC)(i 微分器的問(wèn)題微分器的問(wèn)題：微分器的高頻增益大，因此噪聲經(jīng)過(guò)微分器會(huì)放大；其次輸入信號(hào)的躍變會(huì)導(dǎo)致運(yùn)放飽和，且微分器的工作穩(wěn)定性不好。 一般用積分器代替微分器。例：)()(2)(10)(ioo2o2tutudttdudttud)()(2)(10)()(ooiotdtudttdutudttdu)()(10)(2)()(ooiotdtudttudttutu六、電壓-電流變換（V/I）和電流-電壓變換（I/V）1、電壓-電流變換（V/I）功能：電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流

15、信號(hào)。23oRIRUuULo411i414uRRRuRRRUUU4231RRRR電壓-電流變換電路如圖：則：2iLRuI結(jié)論：負(fù)載電流IL與輸入電壓ui成正比，與負(fù)載ZL無(wú)關(guān)。2、電流-電壓變換（I/V）功能：將微弱的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。電流-電壓變換電路 對(duì)運(yùn)算放大器的要求是輸入電阻要趨向無(wú)窮大，輸入偏流IB要趨于零。則光電流將全部流向反饋電阻Rf，輸出電壓uo=-Rfi1。運(yùn)算放大器CA3140的偏流IB=10-2 nA，故其就比較適合作光電流放大器。例2.3.9 儀用放大器又稱數(shù)據(jù)放大器，電路如圖。求輸出電壓。電路特點(diǎn)：A1、A2組成同相比例放大器，輸入電阻大，且電路對(duì)稱， A3組成

16、相減電路。輸出電壓：）（o2o123ouuRRu由“虛短路”和“虛斷路”有：輸出電壓：GRRUUuu12o2o1i2i1uuUGR1i2i1RGRIRuuIGGRRUIRuu11o2o12i2i1112uuRRGi2i1123o12uuRRRRuG總增益：12123i2i1oGufRRRRuuUAk100k10 123RRR，若GGufRRRRRA100k2112123通過(guò)對(duì)RG 的調(diào)節(jié)，可以獲得不同的增益。 2 .200 1000 1GufRA則，若k 20 . 2 100 1GufRA則，若k 22 . 22 10 1GufRA則，若)( 1 1開(kāi)路則，若GufRA例2.3.10 運(yùn)放電路

17、如圖。求輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系。解：由“虛地”、“虛斷路”有：21II 21i00RuRuMi12uRRuM（節(jié)點(diǎn)電流關(guān)系） 432III3o420RuuRuRuMMMi3421233423o111111uRRRRRRuRRRRuM電路特點(diǎn)：電路增益和輸入電阻要求都比較高時(shí)，各電阻的取值不致于太大。（具體參數(shù)見(jiàn)）例2.3.11 PID調(diào)節(jié)校正電路如圖。解：12ufZZA21221111112212uf1111CRjCRjCRjCjRCjRCjRZZA圖a反相比例放大器的增益為：圖b反相比例放大器的增益為：例2.3.12 運(yùn)放電路如圖。問(wèn)題：1、計(jì)算uo1、uo2以及各支路電流值。2、將R5換

18、成50電阻，試計(jì)算第一級(jí)運(yùn)放需提供的電流。解：1、輸出電壓分別為：各支路電流為V5)V1(5i121ouRRu10V5V2o167o2uRRu1mAk1V11i1RuI12II 03I0i1I04I5mA. 00k15V5o15RuI5mA. 22k5V6o16RuI4mA265o1IIII5mA. 267 II5mA. 27o2II0i2I2、若R5=50，則：分析：運(yùn)算放大器要提供103.5mA的電流。一般運(yùn)放能夠提供的電流為幾毫安幾十毫安的輸出電流，即運(yùn)放的驅(qū)動(dòng)能力不夠，會(huì)導(dǎo)致在重負(fù)載下輸出電壓比理論值小很多。解決的辦法是換一個(gè)驅(qū)動(dòng)能力很強(qiáng)的運(yùn)放芯片。mA10050V551o5RuImA

19、 5 .103265o1IIII例2.3.13 電路如圖，求輸入與輸出關(guān)系。解：對(duì)運(yùn)放A1有：M32i112o1uRRuRRuN32i112uRRuRRi276732i112uRRRRRuRR對(duì)于運(yùn)放A2有：ooo2uuu435i2767o145|1RRRuRRRuRR2.4 有源RC濾波器 濾波器是具有頻率選擇功能的電路，允許一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò)，而對(duì)不需要的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)實(shí)現(xiàn)有效抑制和衰減。 一、理想濾波器特性及其“逼近”1、幾種濾波器的幅頻特性2、幾種低通濾波器的逼近函數(shù)幅頻特性 理想濾波器特性是不可實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)高通、帶通、帶阻等濾波器的設(shè)計(jì)都可以轉(zhuǎn)化為低通濾波器的設(shè)計(jì)，因此可以通

20、過(guò)低通濾波器的逼近函數(shù)實(shí)現(xiàn)其他濾波器的設(shè)計(jì)。 幾種低通濾波器逼近函數(shù)的濾波器的特性切比雪夫巴特沃思貝塞爾橢圓3、濾波器的傳遞函數(shù)表示nnnnnmmmmmasasasasabsbsbsbsbsA122110122110)(mnnm 為正整數(shù)，且、濾波器是一個(gè)線性時(shí)不變網(wǎng)絡(luò)，其傳遞函數(shù)的多項(xiàng)式為：m ：傳遞函數(shù)的零點(diǎn)數(shù)目n ：傳遞函數(shù)的極點(diǎn)數(shù)目，決定濾波器的階數(shù)，與電路中獨(dú)立儲(chǔ)能元件的個(gè)數(shù)有關(guān)，如電容、電感的數(shù)目。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)理論根據(jù)網(wǎng)絡(luò)理論，高階濾波器可以由若干個(gè)一階和二階濾波器組成。200220)0()( sQsAsA低通20022)()( sQssAsA高通4、二階濾波器的傳遞函數(shù)、零極點(diǎn)分布和

21、幅頻特性200200Q)()( sQssAsA帶通2002202)()( sQssAsA帶阻20022002)( sQssQsAsA全通二、常用的一階、二階有源RC濾波器021212uf1)0(111|)( jACRjRRRCjRjA1、一階有源RC濾波器 反相輸入一階有源低通濾波器電路傳遞函數(shù)：模值202212uf1)0(11)( ACRRRjA相移：CRjj2o0arctan180)()(CRj2arctan)(稱為附加相移。幅頻特性曲線如圖低頻放大倍數(shù)12)0( RRA截止頻率CR201例2.4.1 設(shè)計(jì)電路如圖，一階有源低通濾波器。要求截止頻率f0=5 kHz,增益A(0)=10倍（2

22、0dB)。解：CRf200212選C=1000pF83k.31101000105212112302CfRk31083k.31)0(21ARR121121fffffRRRRRK2、運(yùn)放作為有限增益的二階有源濾波器運(yùn)放為同相輸入放大器對(duì)節(jié)點(diǎn)B及C有：0)(32o1321YUYUYUYYYUBiC0)(343YUYYUCBKUUBo321321421iouf)1 ()()YKYYYYYYYKYsUsUA（二階有源濾波器的增益對(duì)Y1Y4賦予不同的阻容元件，可以構(gòu)成不同的濾波器。sCYYRYY4231 ,/1若20022022222)0(131)(sQsACRsRCKsCRKsARC10121)0(ff

23、RRKAK31QQ歸一化幅頻特性 K3時(shí)，出現(xiàn)正的極點(diǎn)，系統(tǒng)變得不穩(wěn)定，故Q較低(一般小于10)。系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：傳函：兩個(gè)共軛復(fù)根而沒(méi)有零點(diǎn)，因此是低通濾波器。 對(duì)于不同的Q值，低通濾波器的幅頻特性如圖：例2.4.2 設(shè)計(jì)二階RC有源濾波器，要求低頻增益A(0)=2，Q=1，f 0=1kHz。解：21)0(12ffRRKA1)確定反饋電阻131QKdef1210kffRRRCf212002)f 0=1kHz取C=0.01Fk95.151001. 0102121630CfR16k R取3)運(yùn)放的選擇 截止頻率 f 0=1kHz，要求不高，故選擇一般的通用型號(hào)，如F007等 設(shè)計(jì)的電路 幅頻特

24、性曲線3、運(yùn)放作為無(wú)限增益放大器的多重反饋有源濾波器根據(jù)電路列寫方程：0)(34o14321YUYUYUYYYYUBiC0)(5o353YUYUYYUCB0BU傳遞函數(shù)為：434321531iouf)()YYYYYYYYYsUsUA（若：55443322111 , , ,1 ,1RYsCYsCYRYRY電路如圖 傳遞函數(shù)為：52122152121)(RRRCRRsCRssCRsA200200Q)()( sQssAsA帶通濾波器相應(yīng)的帶通濾波器的參數(shù)為：12RR -3dB帶寬21501111RRRC250111RRC155102)/(2)/(1)(RRCRCRA052BW(rad/s)QR C相

25、應(yīng)的幅頻特性如圖例2.4.3 設(shè)計(jì)二階RC有源帶通濾波器，要求中心頻率增益A(0)=-1，Q=8，中心頻率 f 0=1kHz。解：125Hz81kHzBW0Qf1)根據(jù)Q和f 0確定-3dB帶寬BW為：)Hz(2BW500CRfQf選C=0.01F7k.2541001. 012522605QfR 250k 5R取15021)(2RRA）根據(jù)中心頻率增益k125251RR0250 2111fRRC3)由中心頻率 f 0=1kHz得0250 2111fRRCk 1 215202RCfR選R R2 2用500和1k電位器串聯(lián)。4）運(yùn)放選擇通用型的F0074、有源帶阻濾波器（陷波器）功能：用來(lái)濾除某一

26、不需要的頻率1）用低通和高通濾波器并聯(lián)組成帶阻濾波器傳遞函數(shù)為： 典型電路為無(wú)源雙T網(wǎng)絡(luò)加運(yùn)算放大器。無(wú)源雙T網(wǎng)絡(luò)是典型的由低通(R2CR)和高通(CR/2C)組合構(gòu)成的帶阻濾波器，但其Q值很低。加之反饋后，Q值有了很大的提高。2212222)1()1 (4)1()()()(RCsRCRRRsRCssUsUsAiouf2）用帶通和相加器組成帶阻濾波器用帶通濾波器和相加器組成帶阻濾波器200200ufQ)(1)(sQssAsA12)(150RRA200220220020ufQ-1)(sQsssQsssA帶阻濾波器的傳遞函數(shù)5、全通濾波器移相器功能：對(duì)頻率沒(méi)有選擇，但可以實(shí)現(xiàn)相位校正或相位均衡。i

27、1io)1 (11uRRCjRCjuRRu幅頻特性為：一階全通濾波器的電路如圖：CRjCRjuujA11iouf11)(1)(ufjA1()2arctanjR C 6、由積分器和相加器構(gòu)成的二階有源狀態(tài)變量濾波器特點(diǎn)：可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)高通、帶通、低通和帶阻。二階高通濾波器的傳遞函數(shù)：20022iHPHP)()()(sQsAssUsUsA有：)()(1)()(HP220HP0iHPsUssUsQsAUsU由此構(gòu)成的信號(hào)流圖：)()BP(20020iHP0i010102i02sAsQssAUUsUUUUUUf一個(gè)原點(diǎn)零點(diǎn)，因此是帶通濾波器。)()LP(200220iBP0i200230i30sAsQs

28、AUUsUUUUUUf該式?jīng)]有零點(diǎn)，因此是低通濾波器。結(jié)論：根據(jù)以上分析，該濾波器三個(gè)不同的輸出端分別對(duì)應(yīng)高通、帶通和低通，實(shí)現(xiàn)了多種濾波功能。濾波器參數(shù)和元件關(guān)系分析如下：LPBPiHP011UUQAUUULP1f1fBP322i323HP011URRRRURRRURRRUU對(duì)比12,232323ARRRRRA且12,2123323QRRRRRQ且11fRR例2.4.4 設(shè)計(jì)多功能濾波器，要求 f0=2kHz，Q=2，A=1.5。解：311232ARR1）選擇: Rf = R1 = 10 k2）選擇: R3 和 R2 選 R3 =30 k，則 R2 =10 k。ssRCsA01)(3）根據(jù)反

29、相積分器傳遞函數(shù)選 C =0.01FRC10RCf210k81001. 01022121630CfR7、模擬電感電路運(yùn)用運(yùn)放和 RC 電路，產(chǎn)生等效的模擬電感。a21221iii LjRRRCjRRIUZ212aRRCL 稱等效電感或模擬電感。k 10F1 212RRC，令H 100aL可以產(chǎn)生模擬電感的頻變負(fù)阻電路42531iiiZZZZZIUZRZZZZ2531CjZ1 4設(shè)則a2i LjCRjZ即模擬電感為CRL2a故上述電路也稱頻變負(fù)阻電路。RZZZCjZZ54231 1 若則22i1 CRZ2.5 非理想特性對(duì)實(shí)際應(yīng)用的限制 器件的許多非理想因素影響電路的特性，因此根據(jù)電路和信號(hào)的需

30、要選擇器件的型號(hào)。 選擇器件的兩個(gè)主要因素：精度和速度 精度指標(biāo)：開(kāi)環(huán)增益、共模抑制比、輸入阻抗、失調(diào)電壓、失調(diào)電流、輸入偏流、噪聲等。 速度指標(biāo)：頻帶寬度、壓擺率。一、直流特性的缺陷1、輸入失調(diào)電壓Uos運(yùn)放內(nèi)部電路配置：U+=U-=0 ，Uo 0Uos ： U+=U-=0 Uo=0。一般運(yùn)放的Uos為15mV。存在輸入失調(diào)電壓Uos的運(yùn)放特性及模型輸入失調(diào)電壓Uos對(duì)電路的影響及調(diào)節(jié)方法輸入失調(diào)電壓Uos對(duì)跟隨器、比例放大器和積分器的影響失調(diào)電壓Uos對(duì)比例放大器的影響Uos對(duì)積分器的影響失調(diào)電壓Uos對(duì)跟隨器的影響利用調(diào)零電路消除Uos的影響2、輸入偏置電流和輸入失調(diào)電流 由晶體管組成的

31、運(yùn)算放大器，晶體管的基極必須有輸入偏置電流IB1、IB2，如圖示。輸入失調(diào)電流IOS的定義為：2B2B1BIIIB2B1OSIII輸入偏流 IB 的定義為:輸入偏置電流和輸入失調(diào)電流對(duì)電路的影響偏流對(duì)比例放大器的影響3B2RIUU1321fRRIIiBB由偏流引起的輸出偏差為：1323B2B12B213B123B2oRRRRIIRIRRIRRIU31212BoRRRRRIU0oU2121213| RRRRRRR結(jié)論：為消除偏流的影響，運(yùn)放同相端接入一平衡直流電阻。二、有限開(kāi)環(huán)增益和帶寬帶來(lái)的誤差理想運(yùn)放的開(kāi)環(huán)增益Au，帶寬 f H。HuoujAjA1)(設(shè)運(yùn)放開(kāi)環(huán)增益為：開(kāi)環(huán)增益的上限頻率運(yùn)放

32、低頻增益理想運(yùn)放幅頻特性曲線有限開(kāi)環(huán)增益對(duì)閉環(huán)增益的影響理想情況：0 , 0 ,UUUUAui12ouRRu12ioufRRuuA非理想情況下：HuoujAjA1)(有限開(kāi)環(huán)增益對(duì)閉環(huán)增益的影響0 UU)()(ojAjuUu)()()()()()()()(21oi1oi1jiRjAjujuRjAjujujiuu21oio22oo)(/ )()()()()()()()(RRjAjujujAjuRjijAjujuuuu12uo12uo121212iouf/1)1 (11/)()/1 (1/)()()(RRAjRRARRjARRRRjujujAHu非理想情況下有)/1 (12RRAuoHf1212Huo12uf1/)/1/(1/)(jRRRRAjRRjA)/1 (12HuoHfRRA閉環(huán)上限頻率Hfuof12