《电路 黄锦安主编 (第二版)第05章 运算放大器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路 黄锦安主编 (第二版)第05章 运算放大器（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第5 5章章 运算放大器运算放大器5.15.1 运算运算放大器放大器目目 录录5.25.2 运算运算放大器构成的比例器放大器构成的比例器5.3 5.3 运算放大器的典型电路分析运算放大器的典型电路分析5.15.1 运算放大器运算放大器运算放大器是一种放大倍数很高（通常放大倍数运算放大器是一种放大倍数很高（通常放大倍数A A10105 5），）， 并且可同时放大直流和交流信号的放大器。并且可同时放大直流和交流信号的放大器。它是一种多端元件，即通过多个端点与外部电路相联它是一种多端元件，即通过多个端点与外部电路相联的电路器件。它与其它元件组合起来，可以完成加、减、的电路器件。它与其它元件组合起来
2、，可以完成加、减、乘、除、微分、积分等数学运算，所以可以形象地称其为乘、除、微分、积分等数学运算，所以可以形象地称其为运算放大器运算放大器5.15.1 运算放大器运算放大器+ +_ _ A A_ _a a.b bo o + +_ _ubua+ +uo+ +_ _电电 路路 符符 号号ua , ub为为输入电压输入电压, , uo为输出电压为输出电压a a点为反相输入端（即输出与输入反相），点为反相输入端（即输出与输入反相），b b点为同相点为同相输入端（即输出与输入同相），输入端（即输出与输入同相），A A为放大倍数为放大倍数对于运算放大器，在进行网络分析时，我们常用对于运算放大器，在进行网络
3、分析时，我们常用VCVSVCVS的受的受控源模型来替换控源模型来替换5.15.1 运算放大器运算放大器电电 路路 模模 型型.Ri A(ub- ua).Roa ab bo o+ +_ _uo+ +_ _.ub+ + _ _ua+ +_ _iaib.5.15.1 运算放大器运算放大器端端 口口 方方 程程 .Ri A(ub- ua).Roa ab bo o+ +_ _uo+ +_ _.ub+ + _ _ua+ +_ _iaib.理想运算放大器：理想运算放大器： ，则，则 ，此即，此即“ “虚断虚断” ”的概念，即在电路方程中可以将的概念，即在电路方程中可以将 代入，在电路图代入，在电路图中不能将
4、中不能将a a、b b点断开。点断开。 ，则，则5.15.1 运算放大器运算放大器若放大倍数若放大倍数 ，且输出电压，且输出电压u uo o为有限值时，则有：为有限值时，则有：，此即此即“ “虚短虚短” ”的概念，即在电路方程中可以用的概念，即在电路方程中可以用u ua a= = u ub b代入，在电路图中不能将代入，在电路图中不能将a a、b b两点两点短接。短接。.A(ub- ua).a ab bo o + +_ _uo+ +_ _ub+ + _ _ua+ +_ _.理想运算放大器模型5.15.1 运算放大器运算放大器在使用过程中，运算放大器常用下列接法：在使用过程中，运算放大器常用下列
5、接法：常常 用用 接接 法法将正向输入端接地，此时将正向输入端接地，此时u ub b0 0，则，则uo= -Au ua a+ +_ _ _a a.b bo oua+ +uo+ +_ _ia在理想情况下，在理想情况下， ， u uo o为有限值，则当为有限值，则当时，时， ，此即，此即“ “虚地虚地” ”的概念，即在电路方程中的概念，即在电路方程中可以将可以将u ua a0 0代入，但在电路图中，不能将代入，但在电路图中，不能将a a点直接接地点直接接地5.25.2 运算放大器构成的比例器运算放大器构成的比例器在运算放大器的应用中，比例器是一种最常见的用途。在运算放大器的应用中，比例器是一种最常
6、见的用途。图示电路即是基本的反相比例器和同相比例器电路图示电路即是基本的反相比例器和同相比例器电路+ +_ _.RfRs+ +_ _+ +_ _uiuoa ab b反相比例器反相比例器5.25.2 运算放大器构成的比例器运算放大器构成的比例器+ +_ _.Rf R1+ +_ _+ +_ _uiuoa ab b同相比例器同相比例器5.25.2 运算放大器构成的比例器运算放大器构成的比例器图中运算放大器均是理想放大器，可利用理想运算放大器图中运算放大器均是理想放大器，可利用理想运算放大器的的“ “虚断虚断” ”、“ “虚短虚短” ”或或“ “虚地虚地” ”概念进行分析概念进行分析+ +_ _.Rf
7、Rs+ +_ _+ +_ _uiuoa ab b反相比例器反相比例器由由“虚地虚地”：由由“虚断虚断”： , ,则得则得：5.25.2 运算放大器构成的比例器运算放大器构成的比例器+ +_ _.RfRs+ +_ _+ +_ _uiuoa ab b反相比例器反相比例器，即，即u uo o与与u ui i的比值为的比值为- -R Rf f/ /R Rs s，表明表明u uo o与与u ui i反反相，相，故称为反相比例器故称为反相比例器注：注：此处将运算放大器选为理想运算放大器，其分析结此处将运算放大器选为理想运算放大器，其分析结果与教材中对实际放大器电路进行分析的结果具有足够的果与教材中对实际放
8、大器电路进行分析的结果具有足够的近似精确度近似精确度5.25.2 运算放大器构成的比例器运算放大器构成的比例器同理对同相比例器有：同理对同相比例器有：由由“虚短虚短”：由由“虚断虚断”： , ,则得：则得：同相比例器同相比例器+ +_ _.Rf R1+ +_ _+ +_ _uiuoa ab b：u uo o与与u ui i同相，故称为同相比例器同相，故称为同相比例器5.35.3 运算放大器的典型电路分析运算放大器的典型电路分析含理想运放的电路分析方法含理想运放的电路分析方法分析方法分析方法：节点电压法节点电压法采用概念采用概念：“ “虚短虚短” ”，“ “虚断虚断” ”，“ “虚地虚地” ”避
9、免问题避免问题：对含有运放输出端的节点不予列方程对含有运放输出端的节点不予列方程求解次序求解次序：由最末一级的运放输入端开始，逐渐前移由最末一级的运放输入端开始，逐渐前移5.35.3 运算放大器的典型电路分析运算放大器的典型电路分析例例：已知电压传输网络如图所示，试求该网络的电压已知电压传输网络如图所示，试求该网络的电压传输比传输比u u2 2/ /u u1 1+ +_ _. G2+ +_ _+ +_ _a+ +_ _.G1. .c.du u1 1u u2 2beG3G5G4G65.35.3 运算放大器的典型电路分析运算放大器的典型电路分析解解：由由“ “虚地虚地” ”：对对a a点：点：:
10、“: “虚断虚断” ”对对d d点：点：: “: “虚断虚断” ”即：即：可见：对含运算放大器输出支路的节点可见：对含运算放大器输出支路的节点c c不列节点电压方不列节点电压方程，求解电路的方程组也已经够数程，求解电路的方程组也已经够数5.35.3 运算放大器的典型电路分析运算放大器的典型电路分析例例：电路如图所示，试求电压传输比电路如图所示，试求电压传输比u u2 2/ /u u1 1+ +_ _.R5+ +_ _+ +_ _ab.R2 .R1.R4R3u u1 1u u2 25.35.3 运算放大器的典型电路分析运算放大器的典型电路分析由由“ “虚地虚地” ”：对对a a点：点：: “:
11、“虚断虚断” ”对对b b点：点：解解：由于分析含运算放大器的电路采用节点电压法，由于分析含运算放大器的电路采用节点电压法，所以：所以：即：即：5.35.3 运算放大器的典型电路分析运算放大器的典型电路分析例例：电路如图所示，试求电压传输比电路如图所示，试求电压传输比u u2 2/ /u u1 1+ + _ _+ +_ _R5.R6.R4.R3+ +_ _.R1u u1 1dbau2+ +_ _R2.c5.35.3 运算放大器的典型电路分析运算放大器的典型电路分析解解：由由“ “虚短虚短” ”：对对a a点，由点，由“ “虚断虚断” ”可得：可得：对对b b点，由点，由“ “虚断虚断” ”可得：可得：对对c c点，由点，由“ “虚断虚断” ”可得：可得：5.35.3 运算放大器的典型电路分析运算放大器的典型电路分析若需要求流过若需要求流过R R1 1的电流的电流i i1 1，则有：则有：若需求若需求u u1 1两端看进去的等效电阻，则有：两端看进去的等效电阻，则有：
