模電課件-7運(yùn)算放大電路

8.1集成運(yùn)算放大器應(yīng)用電路的基本知識(shí)8模擬信號(hào)的運(yùn)算8.2典型運(yùn)算電路8.3有源濾波電路8.4信號(hào)變換電路8.1集成運(yùn)算放大器應(yīng)用電路

的基本知識(shí)1.集成運(yùn)算放大器的內(nèi)部組成單元集成運(yùn)算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖2.集成運(yùn)算放大器的符號(hào)

運(yùn)算放大器的代表符號(hào)（a）國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符號(hào)（b）國內(nèi)外常用符號(hào)3.運(yùn)算放大器的電路模型圖2.1.3運(yùn)算放大器的電路模型通常：開環(huán)電壓增益

Auo的105（很高）輸入電阻

ri

106Ω（很大）輸出電阻

ro

100Ω（很?。?/p>

uO＝Auo(uP－uN)

（V－＜

uO

＜V＋）

注意輸入輸出的相位關(guān)系運(yùn)放的電壓傳輸特性設(shè)：電源電壓±VCC=±10V。

Aod越大，線性區(qū)越小，當(dāng)Aod→∞時(shí)，線性區(qū)→0vi+-vo+10V-10V+Uom-Uom0uoui2.理想運(yùn)放的線性工作區(qū)理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的條件：

電路中有負(fù)反饋！運(yùn)放工作在線性區(qū)的分析方法：虛短（u+=u-）虛斷（ii+=ii-=0）8.2典型運(yùn)算電路8.2.1比例運(yùn)算電路8.2.2加法和減法運(yùn)算電路8.2.3對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路8.2.4模擬乘法器及其典型應(yīng)用電路8.2.5積分運(yùn)算和微分運(yùn)算電路根據(jù)虛短和虛斷的概念有

un≈

up＝

0

，ii＝0所以i1＝i2

即（可作為公式直接使用）8.2.1反相放大電路輸入電阻Ri

輸出電阻Ro

Ro→08.2.1反相放大電路T型網(wǎng)絡(luò)反相比例運(yùn)算電路3344v42同相放大電路（a）電路圖（b）小信號(hào)電路模型圖2.3.1同相放大電路1.基本電路

2同相放大電路（1）電壓增益Av

根據(jù)虛短和虛斷的概念有

up≈vn，ip＝-in＝0所以（可作為公式直接使用）2同相放大電路2.幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的近似計(jì)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→02.3.1同相放大電路3.電壓跟隨器根據(jù)虛短和虛斷有uo＝un≈up＝ui（可作為公式直接使用）同相比例：當(dāng)(開路)或時(shí)，vo=vI稱為電壓跟器。

此電路是同相比例運(yùn)算的特殊情況，輸入電阻大，輸出電阻小。在電路中作用與分立元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。電壓跟隨器的作用無電壓跟隨器時(shí)負(fù)載上得到的電壓電壓跟隨器時(shí)ip≈0，up＝us根據(jù)虛短和虛斷有uo＝un≈up＝usA1構(gòu)成同相比例運(yùn)算電路，A2構(gòu)成反相比例運(yùn)算電路8.2.2加法和減法運(yùn)算電路根據(jù)虛短、虛斷和N點(diǎn)的KCL得：若則有（該電路也稱為加法電路）方法2：應(yīng)用疊加原理電路可等效為兩個(gè)反相比例運(yùn)算電路2同相求和運(yùn)算電路應(yīng)用疊加原理求P點(diǎn)對(duì)地電壓求得輸出電壓3加減運(yùn)算電路從結(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(dāng)則若繼續(xù)有則根據(jù)虛短、虛斷和N、P點(diǎn)的KCL得：（該電路也稱為差分電路或減法電路）增益為從放大器角度看時(shí)，加減運(yùn)算電路+-R2RfR1vs1－＋voR3vs2+-R2RfR1vs1－＋voR3vs21.利用差分式電路以實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算vi1作用vi2作用綜合：+-R2RfR1vs1－＋voR3vs2+-R2RfR1vs1－＋voR3vs2用疊加原理求解：則一種高輸入電阻的加減運(yùn)算電路儀用放大器利用反相信號(hào)求和實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算vs1R2R1RfR0RRR/2-+-+vs2vovo18.2.3對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路1.二極管組成的對(duì)數(shù)運(yùn)算電路由二極管電流和端電壓近似滿足指數(shù)關(guān)系根據(jù)虛短和虛斷2.晶體管組成的對(duì)數(shù)運(yùn)算電路忽略晶體管基區(qū)體電阻壓降設(shè)共基極放大系數(shù)為1，則有則輸出電壓為3.指數(shù)運(yùn)算電路因?yàn)橐虼溯敵鲭妷喝绻麆t如果則模擬乘法器

其中K為比例因子，量綱:V-1符號(hào)：

一、基本原理（略）vovXvYKvXvY模擬乘法器是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬量相乘的非線性電子器件，利用它可以方便地實(shí)現(xiàn)乘、除、乘方和開方運(yùn)算電路。廣泛的應(yīng)用于廣播電視、通信、儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，進(jìn)行模擬信號(hào)的處理。類型：二象限乘法器：一個(gè)為固定極性，另一個(gè)為可正可負(fù)。四象限乘法器：uX、uY

皆為可正可負(fù).二.模擬乘法器應(yīng)用1.乘方運(yùn)算電路由乘法器的功能如果令K=R2/R1則:注意：為保證電路為負(fù)反饋，必須有：根據(jù)虛斷2.除法運(yùn)算電路uX2>0vx1iiv2vvx2KvXvY為二象限模擬乘法器ui為負(fù)值！負(fù)反饋條件？3.開平方運(yùn)算電路KuXuYRu2RpR+_uiuoi2i1或積分電路和微分電路1.積分電路式中，負(fù)號(hào)表示uO與uI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(yùn)算）積分電路和微分電路當(dāng)vI為階躍電壓時(shí)，有uO與

t

成線性關(guān)系1.積分電路習(xí)題練習(xí):畫出在給定輸入波形作用下積分器的輸出波形。tus021234