集成运放应用基本运算电路

VP
+ +
I1 R1 Ii VN
Rm
IM
解： V V V , I 0 , 则有 P S N i
V V N IM I1 S R R 1 1
6 6 V I R 100 10 A 2 10 200 V S (max) M 1
2.3.2 反相放大电路（1）
_
vi
+
+
输入电阻大，输出电阻小，在电路中常作为阻 抗变换器或缓冲器。作用与分离元件的射极输出器 相同，但是电压跟随性能好。

vo
v v v v o n P i
vi Ri ii
例2.3.1
直流电压表电路如图所 示，磁电式电 流表指针偏移满刻度时 ，流过动圈电 Vs 流 IM 100 uA .当 R 时，可测的 1 2M 最大输入电压 VS(max) ?
集成运放应用基 本运算电路
学习要求
1、熟悉集成运放电路的组成原理。掌握线性工作 时，理想运放的两条重要法则：v-→v+，i →0 2、掌握反相放大器和同相放大器的电路结构和 性能特点。 3、熟练运用 “虚开路(ii=0)”和“虚短路(v+=v–) ” 分析各种运算电路。
4、掌握电流源电路的组成、工作原理及其应用。 了解集成运放的组成原则。 5、掌握差分放大器的电路组成、工作原理、工程 估算以及性能特点，并熟悉其应用场合。
漂移小、可靠性高、体积小、重量轻、价格低 。
结论：运放工作在线性区的条 运放线性应用的条件 件是在电路中加入负反馈。 V+ 理想运放 运放的传输特性vo=f(vi) 则无线性 Δ A vi1 区 在图示运放电路中，有 vo=Avo(vi2-vi1)=A v vd id 设电源电压为±12V，
则运放最大输出电压 VOM=±10V 设运放Avo=105，则其传输特性如图所示
R 2 ( 3 ) A v R 1
+
+
RP
R A 100 51 k 5100 k 2 vR 1
结论：运放在开环状态下线性 区很窄，只能工作在非线性区。 如何降低 如何使运放 电压放大 工作在线性 倍数呢？ 区呢？ 降低电压 放大倍数 引入负反馈
vi2 vo(V) 10
+
+
vo
V-
-0.1
0 -10
0.1
vi(mV)
非线性区
非线性区
线性区
集成运放理想化条件
理想运放的条件 运放工作在线性区的特点
i2 i1 虚 地 _ + RP + vo R2
v v 0 P N
i1= i2
vi
vi vo R1 R2
R1
vo R 2 A v vi R 1
Ri=R1
平衡电阻，使输入端对地 结构特点：信号从反相端输入。 RP =R1 // R2 的静态电阻相等，保证静 为保证一定的输入电阻，当放大倍数大时，需增大 R2， 态时输入级的对称性。 而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电 路结构不再适用。
例：求Av =?
i4 i2 R 2 M R3 i3 i1 R4 +
i1 i2
R2 vM vi R1
i2 i3 i4
பைடு நூலகம்
vi
_
R1
vo
v 0 v v M O M 0 M v R R R 2 4 3
1 1 1 v ( ) R v O 3 M R R R 2 4 3
i4 i2 R 2 M R3
i3 R4
v R R R o 3 3 2 A ( 1 ) v v R R R i 1 2 4
i1 vi
R1
390 390 390 A 1 100 v 51 R 4 390
vo
_
R 35 . 2 k 4
2.1 集成运放的应用－基本运算电路 运放符号： vN vP 运放传输特性：
－
＋
国内符号
vo
vo

+VOM
vi
vN
－
＋
国际符号
vP
vo
-VOM
线性放大区
运算放大器的电路模型
＋ － －
＋
Vp vN
＋
ri
－
＋ －
ro
Avo(vp-vN)
vo
v1 v2
开环电压放大倍数高(104-107)； 输入电阻高（约几百KΩ）； 输出电阻低（约几百Ω）；
A vo
ri
ro 0
vo vP vN 0 A vo
虚短路
vP vN
iP iN 0 虚开路
放大倍数与负载无关。分析多 个运放级联组合的线性电路时 可以分别对每个运放进行。
集成运放理想化条件下分析法则
vP vN iP _ vo
•虚短路
vP vN
+
运放线 性应用

反相放大电路（2）
i2 R2
性能特点：
+
vi
i1
R1
_
+
vo
1. 共模输入电压为0，因 此对运放的共模抑制比 要求低。

RP
2. 输出电阻小，可认为是 0，因此带负载能力强。
3. 输入电阻小，因此对输 入电流有一定的要求。 4. 在放大倍数较大时，该 电路结构不再适用 。
输出电阻小、共模电压 为 0 以及“虚地”是反 相输入的特点。
+
•虚开路 iP iN 0
•放大倍数与负载无关，
可以分开分析。
信号的放大、运算
有源滤波电路
2.3 基本线性运放电路
2.3.1 同相放大电路（1）
Rf + + vo
v N = v P= v i
_
R1
vi
RP
结构特点：信号从同相端 输入。
Rf vo A 1 v vi R 1
vi Ri ii
+
RP
R R R 3 3 2 v v ( 1 ) O i R R R 1 2 4 v R R R o 3 3 A 2( 1 ) v v R R R i 1 2 4
应用：用低值电阻实现高电压增益的反相比例运算
(2)该电路作为话筒的前置放大电路，若选R1=51kΩ, R2=R3=390kΩ,当vo=-100vi时，计算R4的值；（3）直接用R2代替 T形网络的电阻时，当R1=51kΩ,Av=-100时，求R2值。
iN= iP= 0 vo vi vi Rf R1 Rf vo (1 )vi R1

性能特点：
1.输入电阻大，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。 2. 共模输入电压为vi，因此对运放的共模抑制比要求高。
电压跟随器
结构特点：输出电压全 部引到反相输入端，信 号从同相端输入。电压 跟随器是同相比例运算 放大器的特例。