电子电路与系统基础ii(李国林)x004 08 第四讲习题课 第二讲运放非线性应用讲解

vOUT
F vOUT
R1
F R1
R2
R1 R2
可能性1：运放线性区
vOUT F vOUT
vOUT
vOUT 0
可能性2：运放正饱和区
Vsat F Vsat
可能性3：运放负饱和区
F Vsat Vsat
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同相输入端恒压源取消正反馈
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S 型 负 阻
vid v p vn
F vOUT vOUT i R
R2 R1 R2
vOUT
iR
vi
vOUT i R
i
vid
R
i vOUT
vOUT
R1 R2 R2
vid
i R R1 R2 R2
R1 R2 R2
vid
Vsat I0
R1 R2 R
R1 R2 R
F Vsat v F Vsat
v R R1 i R2
R1
R2
i
i R2 Vsat R1 R2 R
I0
i R2 Vsat R1 R2 R
I0
v iR Vsat
Vsat v iR Vsat
F Vsat I0
I0 OF Vsat Vsat
v
李国林 电子电路与系统基础
3
负反馈可以待在线性区
R
端口开路
vOUT
F vOUT
R1
F R1
R2
R1 R2
vOUT
可能性1：运放线性区
vOUT F vOUT vOUT 0
可能性2：运放正饱和区
F Vsat Vsat
可能性3：运放负饱和区
Vsat F Vsat
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戴维南源
R
负饱和区条件：
Vsat
vp vn F Vsat iR Vsat
R1 F Vsat R2
i 1 F Vsat R2 Vsat
R R1 R2 R
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vi
R
分区等效：S型负阻
运放 线性区
运放 正饱和区
运放 负饱和区
R2 Vsat i R2 Vsat
vid O
R1
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R2
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Vsat
2
反 相 施 密 特 触 发 器
v IN
vid
v OUT
v OUT Vsat
F R1 R1 R2
FVsat
R2
R1
FvOUT vIN vid
O
FVsat vIN
vOUT
vid vIN F
vIN F Vsat vIN 0
vOUT
vIN F Vsat
Vsat
线性区 vIN F vOUT
vIN F Vsat
vOUT
1 F vIN
1
R2 R1
vIN
vIN F Vsat
vid
不稳定区：正反馈，待不住
数学上的理论转移特性曲线：Z型曲线 实测的真实转移特性曲线：滞回曲线
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电子电路与系统基础II
习题课第四讲 运放应用习题课
运放非线性的图解法及对正负反馈的理解
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• 已知理想运放的转移特性， 分析确认如图所示单端口网 络的伏安特性为S型负阻
– 提示：假设在线性区，假设在 正饱和区，假设在负饱和区
vi
R
vid
vout
作业1 S型负阻
vout Vsat
i1
vtest R1
R
R2
i2 i1
vout vtest R2i1
vtest
R2 R1
vtest
Vsat
vtest
R2 R1
vtest
Vsat
F Vsat vtest F Vsat
线性区约束条件
R2 Vsat R1 R2 R
itest
R2 Vsat R1 R2 5R
如果运放在正饱和区，则戴维南源
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运放线性区 F R1 R1 R2
F Vsat vtest F Vsat
i R2 vtest R1 R
vtest F Vsat vtest 0
vtest F Vsat
vOUT
vtest F Vsat
R1
vIN FvOUT vid
vOUT
vIN vid F
FVsat vIN O
VsatFra Baidu bibliotek
vOUT
vIN 0
线性区
vIN F vOUT
vIN F Vsat
vIN F Vsat
vid
vOUT
1 F vIN
1
R2 R1
vIN
李国林 电子电路与系统基础
11
正反馈则无法待在线性区
R
端口开路
– 提示：假设在线性区，假设在 正饱和区，假设在负饱和区
vi
R
作业2 N型负阻
vout Vsat
vin O
R1
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R2
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Vsat
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同 相 电 压 放 大 器
v IN
vid
v OUT
v OUT Vsat
F R1 R1 R2
FVsat
R2
4
如果运放在线性区，则等效为负阻
vtest itest
i R2 vtest R1 R
Rin
vtest itest
R R1 R2
负阻
vtest
R
R1 R2
itest
可以构成端口吗？
任意端点和地均 可构成端口；端 口条件的满足由 外接单端口激励 源决定
李国林 电子电路与系统基础
vtest
R1 vtest
i
I0
R2 R1 R2
Vsat R
R1 F vOUT R2
流
i 0 i I0
vOUT
i I0
i I0
i
控 i I0
Vsat
I0
器 件
vid
O F Vsat Vsat
Vsat F Vsat
v
I0
Vsat
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• 已知理想运放的转移特性， 分析确认如图所示单端口网 络的伏安特性为N型负阻
R
vtest
vtest
vid
F vOUT
R1
F R1
R2
R1 R2
vid vtest F vOUT
vOUT
1 F
vtest
1 F
vid
vOUT
vtest F Vsat vtest 0
vtest F Vsat
vOUT
vtest F Vsat
Vsat
vtest F Vsat
vid
Vsat
vi
v iR Vsat
戴维南源
R
正饱和区条件：
Vsat
vp vn F Vsat iR Vsat
R1
F Vsat
R2
i F 1 Vsat R2 Vsat
R
R1 R2 R
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如果运放在负饱和区，则戴维南源
vi
v iR Vsat