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1、12-1 运算放大器及其等效电路,一、运算放大器 具有高放大倍数、高输入阻抗和低输出阻抗的直接耦合（电压）放大器。,三、外形结构,二、电路符号,第十二章 含运算放大器电路分析,通常运算放大器有5个引出端：正电源端，负电源端，同相输入端，反相输入端，输出端。此外还有公共端通常称为“地”,（有源多端器件）,为了简化电路图中有时将正电源端，负电源端 和地省略。,三、外形结构,通常运算放大器有5个引出端：正电源端，负电源端，同相输入端，反相输入端，输出端。此外还有公共端通常称为“地”,为了简化电路图中有时将正电源端，负电源端 和地省略。,四、等效电路,接地端,a端 反相输入端b端 同相输入端o端 输
2、出 端,四、等效电路,接地端,a端 反相输入端b端 同相输入端o端 输 出 端,Ri,Ri 输入电阻,Ro,Ro输出电阻,A 开环电压放大系数,Ri,Ri 输入电阻,Ro,Ro输出电阻,A 开环电压放大系数,四、理想运算放大器,理想化条件:,实际国产某运算放大器: 开环放大系数: A=50000 输入电阻: Ri =1M 输出电阻: Ro =100,理想化条件:,实际国产某运算放大器: 开环放大系数: A=50000 输入电阻: Ri =1M 输出电阻: Ro =100,五、 “虚断”和“虚短”,因而又称a和b两点为 “虚短”, Ia=0 Ib=0,因而称a和b两点为 “虚断”,1）,2）,U
3、2为有限值, Ua=Ub,五、 “虚断”和“虚短”,因而又称a和b两点为 “虚短”,六、输入输出特性,2、线性运放器特性,3、理想运放器特性,-,注: 虚断不是实断；虚短不是实短。 虚断和虚短概念很重要, Ia=0 Ib=0,因而称a和b两点为 “虚断”,1）,2）,U2为有限值, Ua=Ub,1、一般运放器特性,12-2 含运算放大器电路分析,节点法、回路法虚断、虚短概念,例1、求输入阻抗Zin 。,İ4,İ2,İ3,İ5,İ6,İ1,例2、图示电路, 求输入阻抗Zin 。,İ4,İ2,İ3,İ5,İ1,12-3 简单运算电路,一、比例器,i1,i2,i2,i1,y(t)=af(t),虚地,
4、（放大器）,同相大器,反相大器,同相大器,反相大器,二、加法器,i3,i2,i4,i1,y(t)=af1(t)+ bf2(t)+.,虚地,二、加法器,i3,i2,i4,i1,y(t)=af1(t)+ bf2(t)+.,虚地,三、减法器,y(t)=af1(t)-bf2(t),三、减法器,y(t)=af1(t)-bf2(t),差分放大器,差分放大器,四、积分器,i1,i2,虚地,四、积分器,i1,i2,虚地,五、微分器,i1,i2,虚地,五、微分器,i1,i2,虚地,六、电压跟随器,特点:,输入阻抗大，输出阻抗小；,作用:,隔离,六、电压跟随器,特点:,输入阻抗大，输出阻抗小；,作用:,隔离,12
5、-4 用运算放大器实现受控源,i1,其中: =- Rf / R1,i2,12-4 用运算放大器实现受控源,u 2 = - Rf i1 = r i1其中: r=- Rf,u1,u1,i1,i1,ri1,其中: =- Rf / R1,i2,u 2 = - Rf i1 = r i1其中: r=- Rf,i1,ri1,12-5 回转器,伏安关系：,电路符号：,1、回转器： 一种非互易多端元件。,r,12-5 回转器,伏安关系：,电路符号：,g : 回转电导（S),1、回转器： 一种非互易多端元件。,r,r : 回转电阻（ ）,g : 回转电导（S),r : 回转电阻（ ）,回转器特点:,1、不消耗能量
6、不存储能量;2、非记忆元件；3、线性非互易元件；4、电量回转作用。,回转器特点:,回转器用受控源表示：,1、不消耗能量不存储能量;2、非记忆元件；3、线性非互易元件；4、电量回转作用。,gu2,gu1,+ ri1 -,+-ri2 -,回转器用受控源表示：,gu2,gu1,+ ri1 -,+-ri2 -,2、回转器阻抗逆变作用,输入阻抗：,ZL,2、回转器阻抗逆变作用,输出阻抗：,输入阻抗：,ZL,Zs,阻抗逆变总结,电容,1、阻抗逆变具有可逆性,2、逆变后Zin和ZL，Zout和Zs的性质相反,电阻,电导,电感,开路,短路,电感,电容,串联,并联,（书P232图12-18）,3、回转器实现模拟
7、电感,C,练习：c=1F, r=1/g=50k, 求 L=?,其中： L=C/g2,解：,(1) 接地电感:,(2) 浮地电感:,4、用运算放大器实现回转器,A,B,C,D,E,İ1,İ2,İa,İb,İc,İd,5、理想回转器与理想变压器比较,理想回转器,理想变压器,非互易元件, 阻抗逆变换,互易元件, 阻抗变换,例1：图示网络，求H参数矩阵。,u1=nu2i2=-ni1,解：,列求u1 和i2的方程,本章小结,1 运算放大器及其等效电路,等效电路,理想运算放大器的理想化条件,“虚短”,“虚断”,2 含运算放大器电路分析,利用节点法、回路法和 “虚短” 、 “虚断”概念,3 简单运算电路：,
8、比例器（放大器）、,加法器、,减法器、,积分器、,微分器、,电压跟随器,4 回转器：,伏安关系、特点、阻抗逆变、,模拟电感、,运算放大器实现回转器、,与理想变压器对比,12-1，12-2，12-4，12-5，12-7，12-10,作业：,非互易元件, 阻抗逆变换,互易元件, 阻抗变换,12-6、实现负阻抗变换器,2) 伏安特性：,1) 电路符号：,1、负阻抗变换器,ZL,（K10实数）,12-6、实现负阻抗变换器,2) 伏安特性：,1) 电路符号：,CNIC :电流倒置型,1、负阻抗变换器,VNIC : 电压倒置型,2、负阻抗变换作用,ZL,（K10实数）,（K20实数）,3、用运算放大器实现负阻抗变换器,İ1,İ2,ZL,İa,İb,伏安关系：,CNIC :电流倒置型 k=1,负阻抗变换作用,例2：图示电路中，u1=2cos2000t, 求u2(t).,解：,
