运算放大器几种常用电路ppt课件
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运算放大器电路ppt
详细内容见P233表12-1
例1：图示网络，求H参数矩阵。
解： u1 nu2
i1
1 n
i2
u2
1 g
i1
u1
1 g
i2
u1 nu2
u1 u1 u1 nu2 nu2
n(u2 u2) nu2
u1=nu2 i2=-ni1
例2：图示电路中，u1=2cos2000t, 求u2(t).
A ——— 开环电压放大系数 （非常大）
五、实际运放输入输出关系
线性工作，输出开路时：
Ri
Ro
+
现象： 1、线性工作范围很小； 2、要求前级驱动能力小； 3、具有一定的负载能力；
Ri ———输入电阻（非常大） Ro———输出电阻（非常小）
A ——— 开环电压放大系数 （非常大）
Ri ———输入电阻 Ro———输出电阻
L
解：L
C g2
10 6 (50 103 )2
2500
(H )
(2) 浮地电感:
证明以下两个二端口等效：
L C g2
下面网络A方程：
A方程为：
4、理想回转器与变压器比较 理想变压器
理想回转器
u1 nu2
n 0
i1
1 n
i
2
A 0
1 n
互易元件, 阻抗变换 非互易元件, 阻抗逆变换
12-1 运算放大器及其等效电路
一、运算放大器 （有源多端器件）
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。
二、电路符号
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”
《运算放大器基础》课件
介绍运算放大器在实际使用中的注意事项，涵盖输入信号范围、供电电压、电源噪声等方面。
运算放大器的保护措施
讨论如何保护运算放大器，避免故障和损坏，包括过压和过流保护电路的设计。
运算放大器的未来发展趋势
预测运算放大器领域的未来趋势，探讨新技术和应用的可能性，引发学习者对未来的思考。
1
运算放大器基础知识的复习
回顾运算放大器的基本概念、电路和特
运算放大器在实际应用中的作用
2
性，加深学习者对运算放大器基础知识 的理解。
探讨运算放大器在各种电子设备和系统
中的重要作用，从测量仪器到通信系统
ห้องสมุดไป่ตู้等。
3
运算放大器的未来发展趋势
展望运算放大器领域的未来，讨论当前 的研究和发展方向，引发对未来技术的 思考。
《运算放大器基础》PPT课件
# 运算放大器基础 ## 什么是运算放大器？ - 运算放大器概述 - 运算放大器的分类 ## 运算放大器的电路和特性 - 运算放大器的电路结构 - 运算放大器的输入电阻和输出阻抗 - 运算放大器的增益 - 运算放大器的共模抑制比和过载电压 ## 运算放大器的应用 - 运算放大器的基本应用 - 运算放大器的信号选择电路
运算放大器的振荡器电路
介绍运算放大器作为振荡器的电 路原理，讨论其稳定性与频率控 制方法。
运算放大器的比较器电路
探究运算放大器作为比较器的应 用场景，详细解释其基本原理和 工作方式。
运算放大器的设计案例
通过实例展示运算放大器的应用， 讲解设计过程和注意事项，帮助 学习者理解实际应用中的挑战。
运算放大器的使用时注意事项
运算放大器的保护措施
讨论如何保护运算放大器，避免故障和损坏，包括过压和过流保护电路的设计。
运算放大器的未来发展趋势
预测运算放大器领域的未来趋势，探讨新技术和应用的可能性，引发学习者对未来的思考。
1
运算放大器基础知识的复习
回顾运算放大器的基本概念、电路和特
运算放大器在实际应用中的作用
2
性，加深学习者对运算放大器基础知识 的理解。
探讨运算放大器在各种电子设备和系统
中的重要作用，从测量仪器到通信系统
ห้องสมุดไป่ตู้等。
3
运算放大器的未来发展趋势
展望运算放大器领域的未来，讨论当前 的研究和发展方向，引发对未来技术的 思考。
《运算放大器基础》PPT课件
# 运算放大器基础 ## 什么是运算放大器？ - 运算放大器概述 - 运算放大器的分类 ## 运算放大器的电路和特性 - 运算放大器的电路结构 - 运算放大器的输入电阻和输出阻抗 - 运算放大器的增益 - 运算放大器的共模抑制比和过载电压 ## 运算放大器的应用 - 运算放大器的基本应用 - 运算放大器的信号选择电路
运算放大器的振荡器电路
介绍运算放大器作为振荡器的电 路原理，讨论其稳定性与频率控 制方法。
运算放大器的比较器电路
探究运算放大器作为比较器的应 用场景，详细解释其基本原理和 工作方式。
运算放大器的设计案例
通过实例展示运算放大器的应用， 讲解设计过程和注意事项，帮助 学习者理解实际应用中的挑战。
运算放大器的使用时注意事项
(全)运算放大器PPT资料
ST(意法半导体)的运放产品
• LF147 • WIDE BANDWIDTH QUAD J-FET
OPERATIONAL AMPLIFIERS
• LOW POWER CONSUMPTION • WIDE COMMON-MODE (UP TO VCC+)
AND DIFFERENTIAL VOLTAGE RANGE • LOW INPUT BIAS AND OFFSET
压、还有噪声等
压、失调电流以及他们的温漂，增大了共模抑制比和输入 按性能指标可分为高阻型、高速型、高精度型和低耗型
同时它也成为实现模拟计算机〔analog computer〕的基本构单元。
电阻。 运算放大器是可以对电信号进行运算，一般具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的放大器。
• 第四代产品采用了斩波稳零和动态稳零技术，使各性能指 标参数更加理想化。
第四代产品采使用了开斩波环稳零增和动益态稳有零技了术，显使各著性能提指标高参数，更加各理想方化。面性能指标比较均衡，属
运算放大器最早被设计出来的目的是用来进行加，减，微分，积分的模擬数学运算，因此被称为“运算放大器” 。
于通用型运放。 LOW POWER CONSUMPTION
运算放大器最早被设计出来的目的是用来进行加，减，微分，积分的模擬数学运算，因此被称为“运算放大器” 。
及ST他(意们法的半温导漂成体，)的增以运大放了电产共品模流抑制源比和做输入偏电阻置。 电路的三级直接耦合放大电路。
WIDE COMMON-MODE (UP TO VCC+) AND DIFFERENTIAL VOLTAGE RANGE
LOW LOW
PP•OOWWEE第RR CC二OONNSS代UUMMPP产TTIIOO品NN 普遍采用了有源负载，简化了电路的设计，并
常用运算放大器16个基本运算电路
5. 微分运算电路
微分运算电路如图 5 所示，
XFG1
R2 15kΩ
C2
22nF
V3
R1
C1
4
12 V
2
1kΩ
22nF
U1A
1
3
T L082CD
8
V2 12 V
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
图5
电路的输出电压为 uo 为：
uo = −R2C1 dui dt
式中， R2C1 为微分电路的时间常数。若选用集成运放的最大输出电压为UOM ,
式中，Auf = 1+ RF / R1 为同相比例放大电路的电压增益。同样要求 Auf 必须小于 3， 电路才能稳定工作，当 f = fo 时，带通滤波器具有最大电压增益 Auo ，其值为：
Auo = Auf / (3 − Auf )
10. 二阶带阻滤波电路
二阶带阻滤波电路如图 10 所示，
C1
1nF R1
_
图 15 全波整流电路是一种对交流整流的电路，能够把交流转换成单一方向电 流，最少由两个整流器合并而成，一个负责正方向，一个负责负方向，最典 型的全波整流电路是由四个二极管组成的整流桥，一般用于电源的整流。 全波整流输出电压的直流成分（较半波）增大，脉动程度减小，但变压器需 要中心抽头、制造麻烦，整流二极管需承受的反向电压高，故一般适用于要 求输出电压不太高的场合。
R1 10kΩ
4 2
12 V
U1A 1
3
8 TL082CD
R3 9kΩ
V2 12 V
D2 1N4148
XSC1
A +_
含有运算放大器电路分析ppt课件
〔15.2〕运低算功放耗大型器运的算电放路大组器成及其分类 随着便携式仪器运用范围的扩展，必需运用低电源电压供 电、低功率耗费的运算放大器。常用的运算放大器有TL022C、TL-060C等，其任务电压为±2～±18V，耗费电流 为50～250A。目前,有的产品功耗已达W级,例如 ,ICL7600的供电电源为1.5V，功耗为10mW，可采用单节 电池供电。 〔6〕高压大功率型运算放大器 普通的运算放大器假设要提高输出电压或增大输出电流， 集成运放外部必需求加辅助电路。高压大电流集成运算放大 器外部不需附加任何电路，即可输出高电压和大电流。例如， D41集成运放的电源电压可达±150V，A791集成运放的 输出电流可达1A。
运算放大器的电路符号如下图。 〔a〕所示是IEC〔国际电工委员会〕规范符号； 〔b〕所示是运算放大器的国际流行符号，电路符号图中 普通不画出偏置电源端； 〔c〕所示是运算放大器的中华人民共和国国家规范符号。
运用运算放大器时，感兴趣的是它的外部特性及引 脚的用途。如下图为CA741运算放大器的引脚符号及调 试电路，图中的三角形符号表示放大器，其主要引脚的 用途是：2 号为反相输入端，3 号为同相输入端，4号和7 号为电源端，6号为输出端，1号和5号端子为外接调零电 位器。 需求留意的是，不要把图中2端和3端的“〞号和 “+〞号误以为电压参考方向的正、负极性，2端和3端 的“〞号和“+〞号用于表示输入和输出之间的极性 关系。
〔2〕高阻型运算放大器 这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入 偏置电流非常小，普通Rin为1G ～1T ，IB为几皮法到几 十皮法。具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压 较大。常见的集成器件有LF355、LF347(四运放)及更高输入 阻抗的CA3130、CA3140等。
运算放大器几种常用电路
8 信号的运算与处理电路
8.1 基本运算电路 8.2 实际运放电路的误差分析 8.3 对数和反对数运算电路 *8.4 模拟乘法器 8.5 有源滤波电路 *8.6 开关电容滤波器
运算放大器几种常用电路
8.1 基本运算电路
• 比例运算电路 • 加法电路 • 减法电路 • 积分电路 • 微分电路
运算放大器几种常用电路
VIO和IIO引起的误差仍存在
当电路为积分运算时，
即 R f换成电容C，则
v O ( t) ( 1 R R 1 f) V I( O t) I I( O t) R 2 R 1 1 C V I( O t) d t I I( O t) R 2 d t
时间越长，误差越大，且易使输出进入饱和状态。
运算放大器几种常用电路
4. 积分电路
根 据 “ 虚短 ” ， vNvP0
得
即 vI 0
根 据 “ 虚 断 ” ， iI 0
得 因此
i2
i1
vS R
电容器被充电，其充电电流为 i 2
设电容器C的初始电压为零，则
1
1
vIvOCi2dtC
vSdt R
1
vO
RC
vSdt
式中，负号表示vO与vS在相位上是相反的。
注意：vS必须大于零运，算放电大器路几的种常输用电出路电压小于0.7伏
2. 反对数运算电路
利用虚短和虚断，电路有
iF
R
vS vBE
vS
iE T
–
vO
vB E
iFiEIESe VT
+
vO iFR
vS
vO IESe VT
vO是vS的反对数运算（指数运算）
要求 V Tv SvB E0.7V
8.1 基本运算电路 8.2 实际运放电路的误差分析 8.3 对数和反对数运算电路 *8.4 模拟乘法器 8.5 有源滤波电路 *8.6 开关电容滤波器
运算放大器几种常用电路
8.1 基本运算电路
• 比例运算电路 • 加法电路 • 减法电路 • 积分电路 • 微分电路
运算放大器几种常用电路
VIO和IIO引起的误差仍存在
当电路为积分运算时，
即 R f换成电容C，则
v O ( t) ( 1 R R 1 f) V I( O t) I I( O t) R 2 R 1 1 C V I( O t) d t I I( O t) R 2 d t
时间越长，误差越大，且易使输出进入饱和状态。
运算放大器几种常用电路
4. 积分电路
根 据 “ 虚短 ” ， vNvP0
得
即 vI 0
根 据 “ 虚 断 ” ， iI 0
得 因此
i2
i1
vS R
电容器被充电，其充电电流为 i 2
设电容器C的初始电压为零，则
1
1
vIvOCi2dtC
vSdt R
1
vO
RC
vSdt
式中，负号表示vO与vS在相位上是相反的。
注意：vS必须大于零运，算放电大器路几的种常输用电出路电压小于0.7伏
2. 反对数运算电路
利用虚短和虚断，电路有
iF
R
vS vBE
vS
iE T
–
vO
vB E
iFiEIESe VT
+
vO iFR
vS
vO IESe VT
vO是vS的反对数运算（指数运算）
要求 V Tv SvB E0.7V
《运算放大器介绍》课件
运算放大器的特点与应用
高增益
可以放大微弱信号，提高信号质量，常用于放 大和滤波电路。
稳定性
通过负反馈控制，运算放大器具有较好的稳定 性和抗干扰能力。
线性范围
在一定的输入范围内，输出与输入之间的关系 是线性的，有利于进行精确的信号处理。
应用领域
运算放大器广泛应用于仪器仪表、通信、自动 控制、音频处理等领域。
通过级联连接来实现信号放大。
3
负反馈
通过将一部分输出信号反馈到输入端， 可以改善放大器的稳定性和性能。
共模抑制比
衡量运算放大器对共模信号的响应程度， 高共模抑制比意味着更好想运算放大器
具有无穷大的放大倍数、无限大的输入阻抗 和无穷小的输出阻抗。
2 实际运算放大器
基于原理电路和器件实现，存在各种非理想 因素。
运算放大器的设计流程
需求分析
明确设计的目标和要求，包括 放大倍数、带宽、输入输出范 围等。
电路设计
选择适当的运算放大器电路拓 扑和元器件，进行电路原理设 计和仿真。
电路验证
通过实际测试和调试，验证设 计的电路是否满足要求。
《运算放大器介绍》PPT 课件
运算放大器是一种电子设备，用于增强电信号的幅度，广泛应用于电子电路 设计和信号处理领域。
什么是运算放大器？
运算放大器是一种具有高放大倍数、差分输入和单端输出的电路器件，可以 执行各种数学运算和信号放大功能。
运算放大器的基本原理
1
放大器电路
2
由输入级、差分放大器和输出级组成，
运算放大器的工作条件
运算放大器的工作需要满足一定条件，包括供电电压、工作温度、输入电压范围和负载阻抗等。
运算放大器的参数与指标
电工电子技术第_1章_运算放大器(PPT75页)
rid ro 0 KCM R R
由于实际运算放大器的技术指标接近理想化条件， 后面对运算放大器的分析都是按其理想化条件进行的。
11.1.3 理想运算放大器及其分析依据
表示运算放大器输出电压与输入电压之间关系的
曲线称为传输特性。
uo
UO(sat)
正饱和区
–Uim O
线性区
Uim uu
–UO(sat) 负饱和区
用于模拟运算、信号处理、信号测量、波形转 换、自动控制等领域。
本章主要讨论分析运算放大器的依据及其在信 号运算、波形产生方面的应用，并介绍放大电路中 的负反馈。
11.1 运算放大器简单介绍
11.1.1 集成运放的组成
输入端
输入级
中间级
输出级 输出端
偏置 电路
输入级 — 差动放大器
输出级 — 射极输出器或互补对称功率放大器 偏置电路 — 由镜像恒流源等电路组成
运算放大器的符号
信号传 输方向
反相
输入端
u–
Auo
–
+
u+
+
同相
输入端
实理际想运放开环 电压放大倍数
uo 输出端
11.1.2 主要参数
1. 最大输出电压 UOPP
2. 开环差模电压增益 Auo
Auo愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。
3. 输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流 IIO 5. 输入偏置电流 IIB
A
X o
电路的方框图
X X X
i o f
— — —
输入信号 输出信号 反馈信号
X d — 净输入信号
– X f
F
反馈电路
净输入信号 X dX iX f 若三者同相，
由于实际运算放大器的技术指标接近理想化条件， 后面对运算放大器的分析都是按其理想化条件进行的。
11.1.3 理想运算放大器及其分析依据
表示运算放大器输出电压与输入电压之间关系的
曲线称为传输特性。
uo
UO(sat)
正饱和区
–Uim O
线性区
Uim uu
–UO(sat) 负饱和区
用于模拟运算、信号处理、信号测量、波形转 换、自动控制等领域。
本章主要讨论分析运算放大器的依据及其在信 号运算、波形产生方面的应用，并介绍放大电路中 的负反馈。
11.1 运算放大器简单介绍
11.1.1 集成运放的组成
输入端
输入级
中间级
输出级 输出端
偏置 电路
输入级 — 差动放大器
输出级 — 射极输出器或互补对称功率放大器 偏置电路 — 由镜像恒流源等电路组成
运算放大器的符号
信号传 输方向
反相
输入端
u–
Auo
–
+
u+
+
同相
输入端
实理际想运放开环 电压放大倍数
uo 输出端
11.1.2 主要参数
1. 最大输出电压 UOPP
2. 开环差模电压增益 Auo
Auo愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。
3. 输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流 IIO 5. 输入偏置电流 IIB
A
X o
电路的方框图
X X X
i o f
— — —
输入信号 输出信号 反馈信号
X d — 净输入信号
– X f
F
反馈电路
净输入信号 X dX iX f 若三者同相，
《运算放大器》课件
带宽与增益
根据电路的带宽和增益需求，选择适当带宽 和增益的运算放大器。
输入与输出阻抗
考虑电路的输入和输出阻抗，选择合适的运 算放大器以匹配阻抗。
电源电压与功耗
根据电源电压和功耗要求，选择合适的运算 放大器以降低能耗。
运算放大器的使用注意事项
电源电压的稳定性
确保电源电压的稳定，避免因电源波 动引起的电路性能不稳定。
闭环增益
总结词
闭环增益是指运算放大器在有反馈回路的情况下对输入信号的放大倍数。
详细描述
闭环增益是运算放大器实际应用中最重要的性能指标之一，它决定了放大器的 输出信号与输入信号之间的关系。通过调整反馈回路，可以改变闭环增益，从 而实现特定的输出信号。
带宽增益乘积
总结词
带宽增益乘积是衡量运算放大器频率响应的一个重要参数，它表示增益和带宽之间的乘积关系。
《运算放大器》PPT 课件
目录
CONTENTS
• 运算放大器概述 • 运算放大器的工作原理 • 运算放大器的应用 • 运算放大器的选择与使用 • 运算放大器的性能指标 • 运算放大器的设计实例
01 运算放大器概述
运算放大器的定义
01
运算放大器（简称运放）是一种 具有高放大倍数的电路单元，其 输出信号与输入信号之间存在一 定的数学关系。
根据需求选择合适的放大倍数，调整输入和输出电阻的大小，以确 保放大器的性能。
电路图
提供基于运算放大器的放大器电路图，包括输入、输出和反馈电阻 等元件。
基于运算放大器的滤波器设计
滤波器
利用运算放大器和适当的反馈网络可以设计出各种类型的滤波器， 如低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
设计要点
根据滤波器的类型和性能要求，选择合适的反馈网络元件和运算放 大器型号。
运算放大器基本原理PPT课件
① A
uo为有限值，则ud=0 ,即u+=u-，两个 输入端之间相当于短路(虚短路)
② Ri ③ Ro 0
i+=0 , i－=0。 即从输入端看进去，元件 相当于开路(虚断路)。
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5.2 比例电路的分析
1. 倒向比例器
运放开环工作极不稳定，一般外部接若干元件
(R、C等)，使其工作在闭环状态。
重点
（1）理想运算放大器的外部特性； （2）含理想运算放大器的电阻电路分析； （3）一些典型的电路；
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5.1 运算放大器的电路模型
1. 简介
运算放大器
是一种有着十分广泛用途的电子器件。最早 开始应用于1940年，1960年后，随着集成电路技 术的发展，运算放大器逐步集成化，大大降低了 成本，获得了越来越广泛的应用。
ui
Rf R1
ui
表明
uo / ui只取决于反馈电阻Rf与R1比值，而与放大器 本身的参数无关。负号表明uo和ui总是符号相反(倒向 比例器)。
第13页/共26页
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注意 以上近似结果可将运放看作理想情况而得到。
由理想运放的特性：
①根据“虚短”：
u+ = u- =0， i1= ui/R1 i2= -uo /Rf
GL) ui
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uo
un2
G1 Gf
Gf
( AGo
Gf
)
Gf (AGo Gf ) (G1 Gi Gf )
( Gf
Go
GL )
ui
因A一般很大，上式分母中Gf(AGo-Gf)一项的值
运算放大器11种经典电路
运算放大器的11钟经典电路虚短和虚断的概念由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。
而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。
因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。
我们理解的就是理想放大器（其实在维修中和大多数设计过程中，把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题）。
好了，让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”，开始“庖丁解牛”了。
图一运放的同向端接地=0V，反向端和同向端虚短，所以也是0V，反向输入端输入电阻很高，虚断，几乎没有电流注入和流出，那么R1和R2相当于是串联的，流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的，即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。
流过R1的电流I1 = (Vi - V-)/R1 ……a 流过R2的电流I2 = (V- - Vout)/R2 ……b V- = V+ = 0 ……c I1 = I2 ……d 求解上面的初中代数方程得Vout = (-R2/R1)*Vi 这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。
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• 运算电路输入电阻. 较小
输出与输入反相
3
1. 比例运算电路 Rf
（2）同相比例运算电路
利用虚短和虚断得
vNvPvI
0vN vN vO
R1
Rf
vO
(1
Rf R1
)vI
R1
vN
-
vP
A +
vO
vI
电压串联负反馈
vN
-
输出与输入同相vP
A +
vO
vI
• 运算放大器输入端有共模信号 • 运算电路输入电阻很大
v S2
当 R f1R 1， R f2R 2时
得 vOvS1vS2
（减法运算）
.
6
（2）利用差分式电路以实现减法运算
从结构上看，它是反相输 入和同相输入相结合的放大 电路。
根据虚短、虚断和N、P 点的KCL得：
vN vP
vS1vN vN vO
R1
Rf
vS2 vP vP 0
R2
R3
vO(R 1R 1R f)R (2R 3R 3)vS2 R R 1 f vS1
.
14
2. VIO、IIO不为零 时的情况
减小误差的方法
• 输入端加补偿电路 • 利用运放自带的调
零电路
.
15
8.3 对数和反对数运算电路
• 对数运算电路 • 反对数运算电路
.
16
1. 对数运算电路
iC
T
利用PN结的指数特性实现
vS
R
对数运算
– N
vO
i
BJT的发射结有
P+
vBE
iCiEIES (e VT1) vB E
1
1
vIvOCi2dtC
vSdt R
1
vO
RC
vSdt
式中，负号表示vO与vS在相位上是相反的。
（积分运算）
.
8
4. 积分电路
当vS为阶 跃电压时 ， 有
1
vO
RC
vSdt
VS t RC
VS t
vO与 t 成线性关系
.
9
5. 微分电路
vO
RCdvS dt
.
10
8.2 实际运放电路的误差分析
当 VTv BE 0.7V时， iCiEIESe VT
利用虚短和虚断，电路有
vO vBE
iC
i
vS R
vB E
iCiEIESe VT
vOVTlnvR S VTlnIES
其中，IES 是发射结反向饱和电流，vO是vS的对数运算。
注意：vS必须大于零，电路. 的输出电压小于0.7伏
17
2. 反对数运算电路
利用虚短和虚断，电路有
iF
R
vS vBE
vS
iE T
–
vO
vB E
iFiEIESe VT
+
vO iFR
vS
vO IESe VT
vO是vS的反对数运算（指数运算）
要求 V Tv SvB E0.7V
以上两个电路温漂很严重，实际电路都有温度补偿电路
.
18
2.2.2 PN结的单向导电性
(3) PN结V- I 特性表达式
vI
R1
vN -
vP
A +
vO
由第7章可知，电路为负 反馈电路由。于 运 放 的 增 益 一
R2
电压并联负反馈
般有 A 105 ，所以 1 AF 1。
即电路处于深度负反馈条件下，虚短和虚断成立。
利用虚短和虚断得
vNvP 0
vI vN vN vO
R1
Rf
vO
Rf R1
vI
为提高精度，• 运一算般放取大R器2输R入1/端/R无f 共模信号
• 共模抑制比KCMR为有限值的情况 • 输入失调电压VIO、输入失调电流IIO
不为零时的情况
.
11
1. 共模抑制比KCMR为有限值的情况
同相比例运算电路
vP vI
vN
vO
R1 R1 Rf
vIC
vP
vN 2
vIDvPvN
Rf
R1
N–
vO
vI P +
vOA V D vID A V C vIC
K CMR
V O ( 1 R f/R 1 )V I (O I IO R 2 )
VIO和IIO引起的误差仍存在
当电路为积分运算时，
即 R f换成电容C，则
v O ( t) ( 1 R R 1 f) V I( O t) I I( O t) R 2 R 1 1 C V I( O t) d t I I( O t) R 2 d t 时间越长，误差越大，且易使输出进入饱和状态。
（加法运算）
可得 vOvS1vS2
R2
Rf
vS2
iI
R
vS1 R1
– N
vO1
–
vO
+
R
P
+
.
5
3. 减法电路
（1）利用反相信号求和以实现减法运算
第一级反相比例
vO1
Rf1 R1
v S1
第二级反相加法v O1
即
vO
Rf 2 R2
Rf 1 R1
vS1
Rf2 R2
8.1 基本运算电路 8.2 实际运放电路的误差分析 8.3 对数和反对数运算电路 *8.4 模拟乘法器 8.5 有源滤波电路 *8.6 开关电容滤波器
.
1
8.1 基本运算电路
• 比例运算电路 • 加法电路 • 减法电路 • 积分电路 • 微分电路
.
2
1. 比例运算电路
Rf
（1）反相比例运算电路
(IIBI2IO)(R1//Rf)
VIO
VP VN
.
13
解得误差电压
V O ( 1 R f/R 1 ) V I O I I( B R 1 /R / f R 2 ) 1 2 I I( O R 1 /R / f R 2 )
当 R2R1//Rf 时，可以 消除偏置电流 I IB 引起的 误差，此时
iDIS(evD/VT1)
其中 IS ——反向饱和电流 VT ——温度的电压当量
iDD/mmAA 1.0
0.5 iD=– IS
–– 1 . 0
––0.5
0
0.5
且在常温下（T=300K）
AVD AVC
闭环电压增益
AVF
vO vI
1 1
(1 Rf )
2KCMR
R1 1(R1 Rf )/R1
1
理想情况
AVF
1
Rf R1
AVD
2KCMR
AVD 和KCMR越大，误差越小。
.
12
2. VIO、IIO不为零 时的情况
输入为零时的等效电路
VP (IIBI2IO)R2
VN
VO
R1 R1 Rf
vO vI
电压跟随器
.
4
2. 加法电路
R2
Rf
vS2
根 据 虚 短 、 虚 断 和 N 点 vS1
的KCL得：
R1
iI
– N
vO
+
vNvP 0
P
v S1 - v N v S2 - v N v N - v O
R1
R2
Rf
-vO
Rf R1
vS1
Rf R2
vS2
输出再接一级反相电路
若 R1R2 Rf 则有 -vOvS1vS2
当 Rf R3 , R1 R2
则
vO
Rf R1
(vS2
vS1)
若继续有 Rf R1, 则 vOvS 2vS 1
.
7
4. 积分电路
根 据 “虚短 ” ， vNvP0
得
即 vI 0
根 据 “ 虚 断 ” ， iI 0
得 因此
i2
i1
vS R
电容器被充电，其充电电流为 i 2
设电容器C的初始电压为零，则