08版电路基础第12章 含运算放大器的电路分析
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”
《电工技术与电子技术》第24讲 第12章 集成运算放大器
1
1 j
0
传
递 T(j)
1
函 数
1 j
0
幅 频
T(j)
特
性
1 0 RC
1 1 ( )2
0 25
幅频特性、幅频特性曲线
R
T(j) Uo
1 1 ( )2
0
•
Ui
C
•
Uo
Ui
1
0.707
此电路的缺点：
1、带负载能力差。
0 0
2、无放大作用。
3、特性不理想，边沿不陡。
截止频率
26
通频带宽度(带宽)
ui
RP
-
+
+
uo
1 uo RC uidt
u-= u+= 0
i1
ui R
iF =C
duc dt
uc = -uo
iF
C
du o dt
ib- =0, ib+ =0
i1 iF
ui R
= -C
duo dt
17
反相积分器：如果u i=直流电压U,输出将反相积分， 经过一定的时间后输出饱和。 ui
uo
6
同相比例运算放大器输入电阻及反馈方式：
RF
反馈方式?
_
Rf ui
RP
+ +
输入电阻(高)
电压串联负反馈
uo
输入电压:
u+- u- = ui - RRf +f RFuo
7
(3) 电压跟随器 RF
Rf ui
RP
_
+ +
此电路是电压并
联负反馈，输入电
《电工技术与电子技术》第24讲 第12章 集成运算放大器
+
+
RP
RP=Rf//RF
Au=1+
RF Rf
ib+ =0
u-= u+= ui
ib- =0
iF=if
uo ui ui R2F R1f
uo (1 R2F)ui R1f
5
例题2. Rf=10k , RF=20k , ui =-1V。求:uo ，RP
应为多大？
iF RF
if
Rf ui
_
uo
+
+
RP
滤波电路的种类: 按信号性质: 模拟滤波器和数字滤波器
设Uom=15V,U=+3V,
TM
RCUom U
=0.05秒
R=10k ,C=1F
18
反相积分器：如果ui =-U=-3V，画出uo的波形图。
1 uo RC uidt
ui
0
t
uo
1 RC
t
(-U)dt
0
-U
uo
=
U RC
t
+Uom
0
t
0.05秒
设Uom=15V,U=3V,
R=10k ,C=1F 19
ui1
+
R1 R1 + R2
ui2)
当R1 = R2 时, uo =
1 2
(1+
RF Rf
)(ui1 +
ui2)
14
(7) 微分运算：
iF R
i1 C
ui
－
+
uo
+
R2
u-= u+= 0
iF
uo R
集成运算放大器电路分析及应用(完整电子教案)
集成运算放大器电路分析及应用（完整电子教案）3.1 集成运算放大器认识与基本应用在太阳能充放电保护电路中要利用集成运算放大器LM317 实现电路电压检测，并通过三极管开关电路实现电路的控制。
首先来看下集成运算放大器的工作原理。
【项目任务】测试如下图所示，分别测量该电路的输出情况，并分析电压放大倍数。
信息单】集成运放的实物如图3.2 所示。
图3.2 集成运算放大1. 集成运放的组成及其符号各种集成运算放大器的基本结构相似，主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成，如图3.3 所示。
输入级一般由可以抑制零点漂移的差动放大电路组成；中间级的作用是获得较大的电压放大倍数，可以由共射极电路承担；输出级要求有较强的带负载能力，一般采用射极跟随器；偏置电路的作用是为各级电路供给合理的偏置电流。
图3.3 集成运算放大电路的结构组成集成运放的图形和文字符号如图3.4 所示。
图3.4 集成运放的图形和文字符号其中“ -”称为反相输入端，即当信号在该端进入时，输出相位与输入相位相反；而“+”称为同相输入端，输出相位与输入信号相位相同。
2. 集成运放的基本技术指标集成运放的基本技术指标如下。
⑴输入失调电压U OS实际的集成运放难以做到差动输入级完全对称，当输入电压为零时，输出电压并不为零。
规定在室温(25℃ )及标准电源电压下，为了使输出电压为零，需在集成运放的两输入端额外附加补偿电压，称之为输入失调电压U OS，U OS 越小越好，一般约为0.5～5mV 。
⑵开环差模电压放大倍数A od集成运放在开环时(无外加反馈时)，输出电压与输入差模信号的电压之比称为开环差模电压放大倍数A od。
它是决定运放运算精度的重要因素，常用分贝(dB) 表示，目前最高值可达140dB(即开环电压放大倍数达107)。
⑶共模抑制比K CMRRK CMRR 是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，即K CMRR = A A od，其含义与差动放大器中所定义的K CMRR 相同，高质量的运放K CMRR 可达160dB 。
运算放大器电路分析
运算放大器电路分析运算放大器是一种非常常用的电子电路，用于放大输入信号并输出放大后的信号。
它由一个差动放大器和一个输出级组成。
差动放大器负责放大输入信号，而输出级负责放大差动放大器的输出。
在本篇文章中，我们将对运算放大器电路进行详细的分析。
差动放大器由两个输入端口和一个输出端口组成。
输入端口是一个非反相输入和一个反相输入。
反相输入端口将输入信号的电压通过一个电阻器连接到负电源。
非反相输入端口将输入信号的电压连接到反相输入端口。
差动放大器的输出是通过一个电阻器连接到一个负电源。
输出级由一个输入端口和一个输出端口组成。
输入端口将差动放大器的输出信号连接到负电源，并通过一个电阻和一个电容将信号输出到输出端口。
那么，运算放大器电路的工作原理是怎样的呢？当有输入信号时，差动放大器将不同的输入信号放大并输出一个差分信号。
输出级将差分信号放大并输出放大后的信号。
下面，我们来详细讨论差动放大器的工作原理。
差动放大器的输入信号通过一个电阻分流器连接到非反相输入端口和反相输入端口。
当非反相输入端口的电压高于反相输入端口的电压时，差动放大器将放大输入信号。
放大的程度取决于输入端口之间的电压差。
差动放大器的输出信号通过一个电阻连接到负电源。
负电源提供给差动放大器一个参考电平，以便放大器能够正常工作。
输出级将差动放大器的输出信号放大并输出。
它通过一个电阻和一个电容将信号输出到输出端口。
电阻用于调节输出信号的幅度，电容用于滤除高频噪声。
输出级的工作原理与差动放大器类似，但是它放大的是差分信号而不是单一的输入信号。
在实际应用中，运算放大器电路有很多变种。
它可以通过选择合适的电阻和电容值来调整放大倍数和频率响应。
此外，它还可以与其他电路组合使用，以满足不同的应用需求。
总结起来，运算放大器电路是一种常用的电子电路，它通过差动放大器和输出级来放大输入信号。
差动放大器将输入信号放大并输出一个差分信号，输出级将差分信号放大并输出放大后的信号。
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。
第12章集成运算放大器及基本运算电路解读
解法二：第一级 由“虚短”
+ ∞
A1+ R3 R2 R2
∞
ua = ui1；ub = ui2；
R4
∞
i =（ua - ub）/ R1 =（ui1 - ui2）/ R1
+
uo1
-
uo2 R3
+
A2 +
uo -
uo1 – uo2 = i（R2+ R1 + R2） =（ui1 - ui2）/ R1（R1 +2 R2） =（ui1 - ui2）（1+2 R2/ R1）
再由 uN=uP uo〔R1 /（R1+Rf）〕 = ui〔R3 /（R2+R3）〕 ∴uo = 〔（R1+Rf）/ R1〕 〔R3 /（R2+R3）〕ui
即: uo = （1+ Rf / R1）uP 是同相输入电路的一般表达形式
二、加法运算
1. 反相输入：
+ ui1 ui2
+ -
R1
i1 if
Rf
0.02uF R ui
∞ + +
Ui/v +10 uo Uo/v 0 -10 +10 0 -10 1 2 3 4 5 6 7 (c) t/ms 1 3 5 (b) 7 t/ms
50
(a)
说明：t = 0～1ms ui＞0 则uo从0线性负向增长； uo（t =3ms）= - 1 / RC（∫ui dt）+ uo（t =1ms） = - 1 / 50×103×0.02×10-6（∫（-10）dt） = 10 v 而t =1～3ms ui＜0 则uo从-10v正向增长 → 见图
uo为各输入电压按比例相加， 负号说明uo与ui1 、ui2相位相反。
08版电路基础第12章含运算放大器的电路分析
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”
为了简化电路图中有时将正电
0g
gu1 0u2
g : 回转电导（S)
u1 u2
0r
ri1 0 i2
r : 回转电阻（ ）
回转器特点:
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。
回转器特点:
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。
A
实际国产某运算放大器: 开环放大系数: A=50000
输入电阻: 输出电阻:
Ri =1M Ro =100
Ri
Ro
理想化条件: R i
R0 0
A
五、 “虚断”和“虚 短”
实际国产某运算放大器:
开环放大系数: A=50000
输入电阻: 输出电阻:
Ri =1M Ro =100
u 1 n u 2 n (u 2 u 2 )
u1u1 nu2 n2u nu2
0
u1=nu2 i2=-ni1
H
0 n
n 0
本章小结
1 运算放大器及其等效电路
“虚短”
等效电路 理想运算放大器的理想化条件
“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”
C
练习：c=1F, r=1/g=50k, 求 L=?
基本运算放大器的电路讲解和推导
i2
R2 + uI
M
i4
R4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
iN uN
— +
i3 A
R3
-
iI
uO
RP uP iP
反相放大器
若要有较大的Auf，又不 想Rf 太大，可采用T形反馈 网络代替Rf 。 工作原理自行参考教材 P314 。
在本放大电路中，要使 Auf 增 大，一般通过加大Rf而不是减少 R1 ( 如果R1 太小，会使电路的输 T形反馈 入电阻Rif 太小) ，但Rf 太大，电 网络的引入 路就不是深度负反馈且会令电路 噪声增大，一般Rf 在1M 以下。 本页完 继续
R1
+ iI
输入电阻的定义 uI Rif = — iI 观察输入回路得 uI Rif = — = R1 iI
iF
uI u =0 N
-
放大器的输 入电阻Rif
反馈回路
Rf 2.反相 uN=0
+
uO
-
输入回路
本页完 继续
运算放大器的基本电路
一、反相比例放大器
1、反相放大器的Auf uO R Auf = — = - —f uI R1 2、反相放大器的输入电阻 Rif = R1 3、反相放大器的输出电阻 Rof ≤ 1
+ uI
RP
iF
Rf
— +
uN uP
A
+
uO
-
射极跟随器
由运放组成的射随器有专门的 同相放大器学习完毕,单击返回, 集成电路( IC ) ，如型号AD9620 返回主页，单击继续, 学习差分输入 同相 放大器。 就是一块射随器的芯片，电压增 放大器结束 益为0.994，输入电阻为0.8M， 继续 返回 页 输出电阻为40 ，转换速率为 2000V/s。 本页完 继续
电路分析基础-运算放大器.ppt
b
uo =A(u+-u-)
2. 电路模型 u-
+U Ro + A(u -u ) _ + -
u－ u+
－
＋
-U
Ri
u+
uo
Ri ：运算放大器两输入端间的输入电阻。 Ro：运算放大器的输出电阻。
3. 理想运算放大器特点 在线性放大区，将运放电路作如下的理想化处理： 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 、RO0, i+=0 , i-=0。 即从输入端看进 去，元件相当于开路(虚开路)。
例2. 加法器 ui1 ui2 R1 Rf
R2 R3
iu-
_ +
ui3
+
u
+
+ uo _
u-= u+=0 i-=0
ui1/R1+ ui2 /R2+ ui3 /R3 =-uo /Rf ∴ uo= -(Rf /R1 ui1 +Rf /R2 ui2+Rf /R3 ui3)
4. 电压跟随器 _
+ ui _ +
+
+ uo _
特点： ① 输入阻抗无穷大(虚断)； ② 输出阻抗为零；
③ uo= ui。
应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。
例3
+
u1
R1
+
R2 RL u2
_
_
u2 R2 u1 R1 R2
u－ _
R1
uo
+ ui _
u+
R2
+
运算放大器的基本运算电路(最全版)PTT文档
二、运算放大器的基本
运算（电一路 ）反相比例 1．电路运算电路
Rf——反馈电阻，接在输出端 与反相端之间，构成深度负反馈。
R1——输入电阻。
Rb——平衡电阻，Rb = R1 // Rf。保证两个输入端的外接电 阻平衡，使电路处于平衡对称的工作状态，输入信号从反相输 入端与地之间加入。
二、运算放大器的基本 运算电路
3．小结
（1）输出电压与输入电压成比例，且相位相同，所以称同 相比例运算放大器。
（2）同相比例运算放大器的闭环电压放大倍数只与外接电 阻 R1 和 Rf 有关，只要保证其阻值精确，就能得到精确和稳定 性能都很高的闭环放大倍数。
（3）Rf / R1 比值必为正，所以闭环增益大于1或等于 1 （仅当Rf = 0 时等于1）。
2．根据理想运放的两个特点有 二、运算放大器的基本运算电路
12 3
与式比较可得 U [ R / R ( ) U ( R / R ) U ( R / R ) U ] IN = IP = 0，两输入端电流为 0，即IN = 0，可得出：If = I1 和 UN = 0，根据结论 1，UP = UN，因为UP = 0
二、运算放大器的基本 运算电路
（四）减法运算
1．电路
二、运算放大器的基本
二、运算放大器的基本运算电路
选定 R10 kΩ 在运算放大器的同相输入端和反相输入端都加入信号时，则反相比例运算和同相比例运算同时进行，根据理想运算放大器的两个结论
，可得
1
则 R f 5 k Ω 0 R 2 5 k Ω 0 R 3 1 . 5 k Ω 2
则平衡电阻 R R 1 / / R 2 / / R 3 / / R f 4 . 5 4 5 k Ω
12.1-2 含运算放大器电路分析 -第一讲
外形结构
运算放大器 ——— 集成电路元件 作用:（附加电路实现） 放大；运算
12-1 运算放大器及其等效电路 一、外形结构
二、电路符号
三、等效电路
Ro
a端 ———负向输入端 b端 ———正向输入端 o端 ———输 出 端
接地端
Ri ——— 输入电阻 Ro ——— 输出电阻 A ——— 开环电压放大系数
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四、理想运算放大器 理想化条件:
Ri R0 0 A
Ro Ri
电路符号
五、“虚断”和“虚短”
1) Ia=0 Ib=0 “虚断”
2) U1=0 “虚短”
注: 虚断不是实断；虚短不是实短。
12-2 含运算放大器电路分析
例1、图示电路，求输入阻抗Zin 。
İ4 İ5
İ4
İ5
İ1
İ6 İ3 İ2
{ 节点法、回路法 虚断、虚短概念
解：根据“虚短”与“虚断”，有
I2
U1
R
2 U1
İ3= İ2
İ5= İ4
1
U1
1 I3
jC
U1
U1 jCR
I6
1
2
R
U1 jCR 2
Rİ5= Rİ6
İ5= İ6 = İ4 = İ1
Zin
U1
jCR 2
I1
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例2、图示电路, 求输入阻抗Zin 。
İ3
解：根据“虚短”与“虚断”，有
I5
R
U1 1
I4 I5
İ1
jC
大学电子电路基础 第十二章
n Q1n +1 = Q0 Q1n
输出方程简化为： 输出方程简化为：
Z=
n Q1n Q0
Q 1Q 0 00 /1 /0 10 /0 X=1时的状态图
0/0 00 1/1 1/0 1/0 0/0 10 01
01
由此作出状态表及状态图。 由此作出状态表及状态图。
X=0与X=1的状态图合并 将X=0与X=1的状态图合并 起来得完整的状态图。 起来得完整的状态图。
0/1
画时序波形图。 （5）画时序波形图。
0/0
根据状态表或状态图，可画出在CP 根据状态表或状态图，可画出在CP 脉冲作用下电路的时序图。 脉冲作用下电路的时序图。
00 1/1 0/1
1/0 1/0
01
0/0 10
CP X Q0 Q1 Z
（6）逻辑功能分析： 逻辑功能分析：
00
0/0 1/0 1/1 10 完整的状态图 1/0 0/0 01
(3)时序波形图 (3)时序波形图
已知： 已知：
T0=1 T1=Q0 C=Q3Q2Q1Q0 T2=Q1Q0 T3=Q2Q1Q0
10 11 12 13 14 15 16
CP Q0
1 2 3 0 1 0 1
4 5 6 0 0 1 0
7 8 9
t
0 1 1 1 1 0 t 1 0 t 1 0 t 1 0 t
3．集成二进制计数器举例
4位二进制同步加法计数器74161 位二进制同步加法计数器74161
RCO Q3 Q2 Q1 Q0
&
Q 1J C1 1K R & ∧ &
Q 1J C1 1K R & ∧ &
Q 1J C1 1K R & ∧ &
李瀚荪《电路分析基础》笔记和典型题(含考研真题)详解(网孔分析和节点分析)
第2章网孔分析和节点分析2.1 复习笔记一、网孔分析法1.网孔分析（1）概念①定义网孔分析法是以网孔电流作为求解的对象来分析电路的一种方法，又叫网孔电流法。
②网孔电流网孔电流是一种沿着网孔边界流动的假想电流，如图2-1中的所示。
图2-1 网孔电流③网孔电流方程具有m个网孔的电路，网孔方程的形式应为（2）求解步骤①选定网孔电流，为每一个网孔列写一个KVL方程；②通过欧姆定律解出方程中的支路电压；③写出以网孔电流为变量的方程组，就可解出网孔电流。
（3）难点分析①含有电流源的情况a．含有电流源和电阻的并联组合，可经等效变换成为电压源和电阻的串联组合再列回路方程；b．存在无伴电流源，且无伴电流源仅处于一个回路时，该回路的电流就是电流源电流；把无伴电流源的电压作为未知量，同时增加一个回路电流的附加方程。
②含有受控电压源的情况a．将受控电压源作为独立电压源列出回路电流方程；b．再把受控电压源的控制量用回路电流表示；c．将用回路电流表示的受控源电压移至方程的左边。
2.互易定理互易定理：在只含一个电压源，不含受控源的线性电阻电路中，若在支路x中的电压源u z，在支路y中产生的电流为i y，，则当电压源由支路x移至支路y时将在支路x中产生电流i y。
二、节点分析1．概念（1）定义节点分析是以节点电压作为求解对象的分析方法，又叫节点电压法。
（2）节点电压节点的节点电压是指该节点到参考节点的电压降。
如图2-2所示。
图2-2 节点分析法用图（3）节点方程对具有（n－1）个独立节点的电路，节点方程的形式为2.难点分析（1）电路中含有无伴电压源的情况①电压源的一端连接点作为参考点，另一端的结点电压已知，无需再列方程；②把无伴电压源的电流作为附加变量列入KCL方程，增加结点电压与无伴电压源电压之间的关系。
（2）电路中含有受控电源的情况①含有受控电流源时，先把它当作独立电流源，再把控制量用结点电压表示；②含有有伴受控电压源时，把控制量用有关结点电压表示并变换为等效受控电流源；③含有无伴受控电压源，参照无伴独立电压源的处理方法。
第22讲 第十一章放大电路基础(四)及第十二章线性集成运算放大器和运算电路
（2）并联负反馈使输入电阻减少由于基本放大电路与反馈电路在输入回路中并联，如图所示，由于，在相同的V i作用下，因I f的存在而使I i增加，因此，并联负反馈使输入电阻R if=V i/I i减小。
所以，并联负反馈使输入电阻减小倍。
●负反馈对放大电路输出电阻的影响◆电压负反馈使输出电阻减小电压负反馈取样于输出电压，又能维持输出电压稳定，即是说，输入信号一定时，电压负反馈的输出趋于一恒压源，其输出电阻很小。
有电压负反馈时的闭环输出电阻为无反馈时开环输出电阻的1/(1+ )①。
反馈愈深，R of愈小。
◆电流负反馈使输出电阻增加电流反馈取样于输出电流，能维持输出电流稳定，就是说，输入信号一定时，电流负反馈的输出趋于一恒流源，其输出电阻很大。
有电流负反馈时的闭环输出电阻为无反馈时开环输出电阻的1/(1+ )倍。
反馈愈深，R of愈大11.2.5 深度负反馈放大电路近似计算的一般方法● 近似计算的根据 根据和的定义 ，在 中，若 ， 则 即 所以有此式表明，当 时，反馈信号 与输入信号 相差甚微，净输入信号 甚小，因而有对于串联负反馈有 （虚短）， ；对于并联负反馈有 、， （虚断）。
利用“虚短”、“虚断”的概念可以以快速方便地估算出负反馈放大电路的闭环增益 或闭环电压增益。
● 近似计算的方法1．判别反馈类型，正确识别并画出反馈网络。
注意电压取样时不要把直接并在输出口的电阻计入反馈网络；电流求和时不要把并在输入口的电阻计入反馈网络。
2．在反馈网络输入口标出反馈信号：电压求和为开路电压fv ，电流求和时为短路电流fi ，再由反馈网络求出反馈系数F 。
要注意标fv 时在反馈网络入口标上正下负；标fi 时必须在反馈网络入口以上端流入为参考方向。
3．求闭环增益 ，注意不同的反馈类型fA 的量纲不同。
4．由fA 求闭环源电压增益vsfA 。
电压取样电压求和时：s f vsf v v A A 0==电压取样电流求和时：00f vsf s s s sA v vA v i R R ===电流取样电压求和时：00L vsf f Ls sv i R A A R v v ''⋅'===电流取样电流求和时：00f L L vsfs s s sA R v i R A v i R R '''⋅===⋅其中：0i '是输出管的管端输出电流，即取样电流。
电子电路基础II_12
第12讲 2014.5.29
1
多级放大器
• 基本放大电路
– 放大倍数大约几十倍 – 如果信号非常微弱，则不能满足放大要求
• 解决办法
– 将多个基本放大器电路连接起来，可以获得更 高的放大倍数 – 多级放大器：其中每个基本放大电路为一级 – 耦合方式：级与级之间的连接方式
• 阻容耦合，直接耦合，变压器耦合，光电耦合
。对比
vo
R2 vin R2ib R1
知
最后一项是由R3引入的。如果满足
R2 R2ib 1 R3ib R 1
i +和i -引起的失调可以抵消。
R3等于R1和R2的并联，反向放大器输出 对比同向放大器的输出
R Vo 1 2 Vin R2 I b I b R1
ib-引起的失调也是R2ib-，与同相放大 器一样，如果“+”端也串入一个电阻 R3，有可能消除失调。如右图所示。 v i R 代入 v k v v o i i R R RR
i b 3 2 1 1 2 vi R R vin R R vo R R ib 1 2 1 2 1 2
33
放大电路的读图方法
• （1）化整为零：按信号流通顺序将N级放 大电路分为N个基本放大电路。 • （2）识别电路：分析每级电路属于哪种基 本电路，有何特点。 • （3）统观总体：分析整个电路的性能特点。 • （4）定量估算：必要时需估算主要动态参 数。
34
例1
动态电阻无穷大
（1）化整为零，识别电路
1
为输入电流提供直流通路，
2 外接失调调整电路(offset adjuasting circuit)，将失调 (offset)降到最低。
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u2 = (1+
Rf R 1
)u1
二,加法器 y(t)=af1(t)+ bf2(t)+…. i1 i2 i3
i4
二,加法器 y(t)=af1(t)+ bf2(t)+…. i1 i2 i3
虚 地
i4
i4 = (i1 + i2 + i3 )
uo u1 u2 u3 = ( + + ) Rf R1 R2 R3
Ri =1M Ro =100
理想化条件: 理想化条件
Ri = ∞ R0 = 0 A= ∞
实际国产某运算放大器: 实际国产某运算放大器 开环放大系数: 开环放大系数 A=50000 输入电阻: 输入电阻 输出电阻: 输出电阻
Ri =1M Ro =100
虚断" 五, "虚断"和"虚 短" 1)∵ R i = ∞ ∴ Ia=0 ) Ib=0
r
= gu2
u1 = ri2 u2 = ri1
i2 = gu1
12-5
回转器
1,回转器: ,回转器: 一种非互易多端元件. 一种非互易多端元件. 电路符号: 电路符号: 伏安关系: 伏安关系: i1
r
= gu2
u1 = ri2 u2 = ri1
u1 0 ri1 u = r 0 i 2 2
5,理想回转器与理想变压器比较 , 理想变压器 理想回转器
u 1 = nu 2
1 i1 = i n
2
n A= 0
0 1 n
i1 = gu2 i2 = gu1
0 A= g
1 g 0
互易元件, 互易元件
阻抗变换
非互易元件, 非互易元件 阻抗逆变换
参数矩阵. 列求u 例1:图示网络,求H参数矩阵. 列求 1 和i2的方程 :图示网络, 参数矩阵 解:
3,回转器实现模拟电感 , (1) 接地电感 接地电感:
Zin =
U1
= jωL
I1
C = jω 2 g
C
其中: 其中: L=C/g2 练习: 练习:c=1F, r=1/g=50k, 求 L=?
⊥
解: L = C = 10 6 × (50 ×103 ) 2 = 2500 ( H ) 2 g
(2) 浮地电感 浮地电感:
u1 0 ri1 u = r 0 i 2 2
r : 回转电阻( ) 回转电阻(
回转器特点: 回转器特点 1,不消耗能量不存储能量; ,不消耗能量不存储能量 2,非记忆元件; ,非记忆元件; 3,线性非互易元件; ,线性非互易元件; 4,电量回转作用. ,电量回转作用.
i11= gu2 2 u = ri i22= gu1 u = ri1
1 2
三,减法器 y(t)=af1(t)-bf2(t)
1 2
R2u2 1 = 2 = R1 + R2 uo 1 1 u1 = R2 R1
R2 uo = (u2 u1) R 1
差分放大器
R2u2 1 = 2 = R1 + R2 uo 1 1 u1 = R2 R1
四,积分器
R2 uo = (u2 u1) R 1
-ε ε
ε
12-2 含运算放大器电路分析 例1,求输入阻抗 in . ,求输入阻抗Z 4 1 Zin
{ 虚断,虚短概念 虚断,
5
节点法, 节点法,回路法
6 3 2
例2,图示电路 求输入阻抗 in . ,图示电路, 求输入阻抗Z
3
4 1 Zin 2 5
12-3 简单运算电路 一,比例器 y(t)=af(t) 放大器) (放大器) 同相大器 i2 反相大器 i2 i1 i1
u1 u 2 u1 i 2 = i1 = = R1 Rf
虚 地
i 2 = i1
u2 = (1+
Rf R 1
)u1
u1 u2 = R1 R f Rf u2 = u1 R 1
同相大器
u1 u 2 u1 = i 2 = i1 = R1 Rf
反相大器
u1 u2 i 2 = i1 = R1 R f Rf u2 = u1 R 1
′ u1 = nu ′ 2 1 i1 = ni i2 i2 = n 1
1′′ i1′′ = u2= gu2 i1 g 1 ′ u1′ = i2 g ′ ′ u1 = u1 + u1′
u2 = u ′ + u ′′ 2 2
′ ′ ′ u1 = nu2 = n(u2 u2′)
′ u1 = u1′ nu′′ + nu2 = nu2 2
=0
u1=nu2 i2=-ni1
0 n H= n 0
本章小结
1 运算放大器及其等效电路
理想运算放大器的理想化条件 等效电路 理想运算放大器的理想化条件
"虚短" 虚短" 虚短 "虚断" 虚断" 虚断
2 含运算放大器电路分析 利用节点法 节点法, 虚短" 虚断" 利用节点法,回路法和 "虚短" , "虚断" 概念 3 简单运算电路: 比例器(放大器), 加法器, 简单运算电路: 比例器(放大器), 加法器, 减法器, 积分器, 微分器, 减法器, 积分器, 微分器, 电压跟随器 模拟电感, 4 回转器: 伏安关系,特点,阻抗逆变, 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 运算放大器实现回转器, 与理想变压器对比 实现回转器 作业: 作业: 12-1,12-2,12-4,12-5,12-7,12-10 , , , , ,
VV+
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, 通常运算放大器有 个引出端:正电源端,负电源端,同相 个引出端 输入端,反相输入端,输出端.此外还有公共端通常称为" 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 为了简化电路图中有时将正电 简化电路图中有时将 源端, 省略. 源端,负电源端 和地省略.
Zs
1 1,阻抗逆变具有可逆性 Zin = 2 , g ZL
2,逆变后Zin和ZL,Zout和Zs的性质相反 ,逆变后 电阻 电容 电感 开路 串联
阻抗逆变总结
1 Zout = 2 g Zs
2
R C L Z =∞
并联
电导 电感 电容 短路
gR
rC 2 gL Z =0
2
(书P232图12-18) 图 )
U1 = jωL I 1 +U2
U1
I1
I2
U2
I1 = gU ′ I2 = gU1 I ′ = gU
1 2
I1 ′ ′ I1 + I2 = jωCU = jωC = gU2 gU1 g C C L= 2 U1 = jω 2 I 1+U2 g g
4,用运算放大器实现回转器 , a b d B 1 A c 2 C D E
uo = ( Rf R1 u1 + Rf R2 u2 + Rf R3 u3 )
i4 = (i1 + i2 + i3 )
uo u1 u2 u3 = ( + + ) Rf R1 R2 R3
三,减法器 y(t)=af1(t)-bf2(t)
uo = (
Rf R1
u1 +
Rf R2
u2 +
Rf R3
u3 )
Ri ———输入电阻 输入电阻 Ro———输出电阻 输出电阻
A ——— 开环电压放大系数
Ri ———输入电阻 输入电阻 Ro———输出电阻 输出电阻
A ——— 开环电压放大系数
Ri
Ro
四,理想运算放大器
Ri = ∞ 理想化条件: 理想化条件 R = 0 0 A=∞
实际国产某运算放大器: 实际国产某运算放大器 开环放大系数: 开环放大系数 A=50000 输入电阻: 输入电阻 输出电阻: 输出电阻
又∵ U2 = A(Ua Ub ) ∴ Ua=Ub
因而又称a和 两点为 虚短 虚短" 因而又称 和b两点为 "虚短"
虚断不是实断;虚短不是实短. 注: 虚断不是实断;虚短不是实短. 虚断和虚短概念很重要 虚断和虚短概念很重要
六,输入输出特性
1,一般运放器特性 , 2,线性运放器特性 , 3,理想运放器特性 ,
差分放大器 i2
y(t) =
∞
f (τ )dτ ∫
t
i1
虚 地
四,积分器
i2
y(t) =
∞
f (τ )dτ ∫
t
i1
虚 地
du 2 u1 i2 = C = i1 = dt R 1 t u 2 = ∫ i 2 dt C ∞
1 t u2 = ∫∞ u1dt RC
du 2 u1 i2 = C = i1 = dt R 1 t u2 = ∫ ∞ i34; 因而称 和b两点为 "虚断" 2) ∵ A = ∞ U2为有限值 )
又∵ U2 = A(Ua Ub ) ∴ Ua=Ub
因而又称a和 两点为 虚短 虚短" 因而又称 和b两点为 "虚短"
虚断" 五, "虚断"和"虚 短" 1)∵ R i = ∞ ∴ Ia=0 Ib=0 ) 因而称a和 两点为 虚断 虚断" 因而称 和b两点为 "虚断" 2) ∵ A = ∞ U2为有限值 )
回转器用受控源表示: 回转器用受控源表示:
+ -ri2 2 gu -
+ gu1 ri1 -