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1、下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 第五章第五章 含运算放大器的电阻电路含运算放大器的电阻电路 重点重点 1 1、运放的传输特性、运放的传输特性 u u0 0 /u/u i i 2 2、运算放大器的两条分析规则：虚短、运算放大器的两条分析规则：虚短、 虚断虚断 3 3、含理想运放的运算电路的分析计算含理想运放的运算电路的分析计算 难点难点 熟练计算多级的运放电路熟练计算多级的运放电路 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 本章作业 n5-2 n5-4 n5-5* 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 本章目录本章目录 5-1 5-1 运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型 5-
2、2 5-2 比例电路的分析比例电路的分析 5-3 5-3 含有理想运算放大器的电路的分析含有理想运算放大器的电路的分析 5-1 5-1 运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 一、运放的特点一、运放的特点: : n高增益(Au几万倍) n高输入电阻Rin:几百千欧 n低输出电阻Ro:几百欧 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 二、二、运放的图形符号运放的图形符号 a b E + E - o 同相输 入端 反相 输入 端 偏置电压 偏置电 压 输出端 u+ u- uo a b E+ E- o 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 三、实际三、
3、实际运放的外特性运放的外特性 （传输特性）（传输特性） u+ u uo uo=Au(u+- u )=Aud uo=Auu+ uo=-Au u 电压放大倍数 (电压增益) 差动输入电压 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 三、实际三、实际运放的外特性运放的外特性 实际运放: - 线性放大区: uo=Aud 饱和区: uo=Usat12V 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 四、运放的电路模型四、运放的电路模型 运放的特点 ： Rin比较大； Ro比较小； Au很大。 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 五、理想五、理想运放的外特性运放的外特性 理想运放: 理想化条件: Rin
4、Ro0 Au 两条规则: uo Usat ud -Usat 0 u+ u uo 虚断：i+=i-=0 i+ i- 虚短：u+=u- 虚地：当任一输入端接地时： u+=u-=0 5-2 5-2 比例电路的分析比例电路的分析 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 一、电路模型分析法一、电路模型分析法 R1 R2 A + + ui uo u- Rin Ro + -Au- A很大，Rin很大， RO很小 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 二、利用理想运放性质的分析法二、利用理想运放性质的分析法 两条规则（依据）：两条规则（依据）： 虚断： Rin=，i i + += =i i - - =0
5、=0 虚短： uo为有限值, Au=， ud=0 u u + + = =u u - - 虚地：当有输入端接地时：u u + + = =u u - - =0=0 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 理想运放电路的解题步骤：理想运放电路的解题步骤： 1、利用利用虚短、虚断虚短、虚断列出运放的列出运放的输入端 输入端的电的电 压压/ /电流方程；电流方程； 2、只对运放对运放输入端输入端结点列结点列结点电压方程结点电压方程； ； 3 3、消去中间变量、消去中间变量u+u+、u-u-，得到，得到 u u0 0= =f f( (u ui i ) )。 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 三、
6、例题三、例题 例例1 1反相比例反相比例器器( (求输出输入之比求输出输入之比 ） 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 特殊情况：反相器特殊情况：反相器 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 例例2 2加法器加法器 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 例例3 3减法器减法器 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 例例4 4电压跟随器电压跟随器 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 例例55多级放大电路多级放大电路 U01=-5V，Vo=25V U01 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 例6多级运算放大电路 100 kW 100k W ui1 50v 100 k
7、W 1 uo1 50kW 33k W 2 uo 50kW 50kW 10 kW 10v 100kW ui2 3 uo2 10v 100 kW ui3 图5-10 较为复杂的运放电路的分析 - + - + - + A1 A2 A3 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 例例7 7积分器和微分器积分器和微分器 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 例8. 有源滤波器 滤波器是一种选频电路，选出有用的信号，抑止无用 信号，使一定频率范围内的信号能顺利通过，衰减很小， 而在此频率范围以外的信号不易通过，衰减很大，因为运 算放大器是有源元件，所构成的滤波器称为有源滤波器。 + _ uo _ +
8、+ R2 Rf i- u+ u- R1 C ui i1 if 有源低通滤 波器电路 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 u= u uC i-=i+=0 i1= if 解得： 设： + _ uo _ + + R2 Rf i- u+ u- R1 C ui i1 if i2 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 幅频特性 截至频率 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 例9 + _ uo _ + + + _ 4V 4R 2R i1 i2 u+ u- 求uo 解 例10 + _ uo _ + + + _ 6V R R i u+ u- R R+ _ uo _ + + + _ 3V 3/2R
9、 R 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 + uo _ + + + 6V R _ + + _ + + 3V + R R R u4 u3 u2 u1 例11求uo 解 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 练习设计一个用运放和电阻组成的电路，其输出电压为： 2xyz 其中x、y、z 分别表示三个输入电压的值，设x、y、z不超过 10V,同时要求每一个电阻的功率不超过0.5W，确定各电阻 的值。 + _ uo _ + + R R R 2R uz ux R uy 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 六、运放的应用六、运放的应用 在电子技术中，运放可以用于：在电子技术中，运放可以用于： 1 1信号的运算信号的运算如比例、加法、减法如比例、加法、减法 、积分、微分等；、积分、微分等； （闭环）（闭环） 2 2信号的处理信号的处理如有源滤波、采样保如有源滤波、采样保 持、电压比较等持、电压比较等 下页下页目录目录返回返回上页上页退出退出 3 3波形的产生波形的产生矩形波、锯齿波矩形波、锯齿波 、三角波等、三角波等 4 4信号的测量信号的测量主要用于测量信主要用于测量信 号的放大（开环）号的放大（开环） 六、运放的应用六、运放的应用
