模电第七章1
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模电第3版电子教案第7章课件
7.3 甲乙类互补对称功率放大电路
7.3.1 实用的甲乙类双电源互补对称功 率放大电路
7.3.2 甲乙类单电源对称功率放大电路
交越失真
7.3.1 实用的甲乙类双电源互补对称功放电路
一、交越失真的问题
T1 +VCC
+ ui
T2
+ RL uo
VEE
交越失真
1. 问题： 当输入电压小于阈值电压Uon时，三 极管截止，引起 交越失真。
二、D2006集成功放的典型应用
1. 双电源应用电路
泄放感性负载的自
消除电感源应电压 R3为平衡电高阻频干扰
Auf
1
R1 R2
33.4
电压串联负反馈
高频校正网络, 抑制高频自激
2. 单电源应用电路 退耦电容，消除电源的低频和高频干扰
VCC/2
输出电 容
3. BTL应用电路 BTL (Balanced Transformerless) — 平衡式无输出变压器
（2）U(BR)CEO ： U(BR)CEO 2VCC= 40 V
选管时要留有 余地，即提高
（3） ICM ：
50% ~ 100%。
ICM VCC / RL= 20 / 8 = 2.5 (A)
教学要求: 掌握 Po、 PV的公式，再根据Uom或Uo(max)=VCC
–UCE(sat) VCC条件代入计算，并求取 PT、和。
+ ui
T2
+VCC
+ RL uo
VEE
[例 7.2.1] 乙类双电源互补对称功放电路，已知 VCC = ± 20 V，RL = 8 ，求对功率管参数的要求。
[解]（1）最大输出功率Po(max)：
模电第7章
利用积分运算的基本关系实现不同的功能
1 uI dt RC
uO
线性积分，延时
方波电压转换成 三角波电压
正弦波电压 移相+90°
（1） 输入为阶跃信号
（2） 输入为方波
（3） 输入为正弦波
第7章 信号的运算与处理
方波变三角波
XFG1 VCC 15V VCC
A + _ + B _
XSC1
Ext Trig + _
0 u M u M u M uO R2 R4 R3
uO 104uI
比例系数：－104
第7章 信号的运算与处理
讨论：电路如图所示，集成运放输出电压的最大幅值为±14V，uI为2V
的直流信号。分别求出下列各种情况下的输出电压。 （1）R2短路；（2）R3短路；（3）R4短路；（4）R4断路。 （1）R2短路
关系式为 uO=10uI1－5uI2－4uI3 。
分析 : 若电路参数对称
即 R2∥ R3∥ Rf＝ R1∥ R4
uI1 uI 2 uI 3 uO R f R R R 10uI 1 5uI 2 4uI 3 2 3 1 选取 R f 100k
则 R1 10k
uI3 uI4 uI1 uI2 uO Rf R R R R 4 1 2 3
（2）若R1∥ R2∥ Rf≠ R3∥ R4 ∥ R5， 则uO＝?
Rf uO (uI2 uI1 ) R
实现了差分放大电路
第7章 信号的运算与处理
讨论：电路如图所示，已知uO=－55uI ，其余参数如图所标注，
讨论：电路如图所示，试求：
（1）输入电阻Ri （2）比例系数
模电ppt课件第七章
出端和输入端之间引入一个负反馈，从而 保证输出与输入成线性关系。
因此有无负反馈是判断运放电路工作
在线性区的重要特征。
所有工作在运算电路和放大电路中的
运放都是工作在线性区。
6
2、非线性工作区 如果运放工作时不接
v0 vom
反馈或接入正反馈时，其
输出将为±Vom，此时输 出与输入电压为非线性关
0
vP-vN
uo2
虚短路：
ua ui1 ub ui2
虚开路：
uo1 uo2 ua ub
2R RW
RW
ui1 ui2
RW
uo2 uo1
2R RW RW
(ui 2
ui1)
35
R1
R2
– A
+
• 三运放电路是差 动放大器，放大 倍数可变。
• 由于输入均在同 相端，此电路的 输入电阻高。
R1
R2
虚开路
i1
ui R1
i2
uM R2
uo
i3
uM R3
i4
uM uo R4
i2 i3 i4
18
uo
(
R2 R3
R2 R4 R1 R3
R3 R4
)ui
Au
uo ui
R2 R3
R2 R4 R1 R3
R3 R4
R2 (1 R4 R4 )
R1
R2 R3
该放大电路，在放大倍数较大时，可避免使用大电 阻。但R3的存在，削弱了负反馈。
差动放大器放大了两个信号的差，但是它的输 入电阻不高（=2R1）, 这是由于反相输入造成。
因此应选用较高KCMR的运放。
33
（4）利用三运放组成加减运算电路
因此有无负反馈是判断运放电路工作
在线性区的重要特征。
所有工作在运算电路和放大电路中的
运放都是工作在线性区。
6
2、非线性工作区 如果运放工作时不接
v0 vom
反馈或接入正反馈时，其
输出将为±Vom，此时输 出与输入电压为非线性关
0
vP-vN
uo2
虚短路：
ua ui1 ub ui2
虚开路：
uo1 uo2 ua ub
2R RW
RW
ui1 ui2
RW
uo2 uo1
2R RW RW
(ui 2
ui1)
35
R1
R2
– A
+
• 三运放电路是差 动放大器，放大 倍数可变。
• 由于输入均在同 相端，此电路的 输入电阻高。
R1
R2
虚开路
i1
ui R1
i2
uM R2
uo
i3
uM R3
i4
uM uo R4
i2 i3 i4
18
uo
(
R2 R3
R2 R4 R1 R3
R3 R4
)ui
Au
uo ui
R2 R3
R2 R4 R1 R3
R3 R4
R2 (1 R4 R4 )
R1
R2 R3
该放大电路，在放大倍数较大时，可避免使用大电 阻。但R3的存在，削弱了负反馈。
差动放大器放大了两个信号的差，但是它的输 入电阻不高（=2R1）, 这是由于反相输入造成。
因此应选用较高KCMR的运放。
33
（4）利用三运放组成加减运算电路
南航考研模拟电子线路(模电)第七章01汇总
7.1 功率放大电路7.2 线性直流稳压电源7.3 开关型直流稳压电源7.1 功率放大电路7.1.1 功率放大电路的特点与提高效率的途径7.1.2 互补推挽功率放大电路7.1.3 集成功率放大器7.1.4 变压器耦合推挽功率放大电路7.1.5 功率器件7.1.1 功率放大电路的特点与提高效率的途径1. 功率放大电路的用途与提高效率的途径一个多级放大器常常是由前置放大级和功率放大级所组成的电子线路基础 功率放大电路通常工作在大信号状态，所以它跟小信号放大电路相比，有其本身的特点：（1）要求输出足够大的功率（2）效率要高V o P P ==电源供给的直流功率功率集电极输出η集电极效率 To V P P P +=（3）非线性失真要小（4）要考虑功放管的散热和保护问题（5）在分析方法上，通常采用图解法。
对功率放大电路的要求是：在保证晶体管安全工作的条件下和允许失真的范围内，充分发挥其潜力，输出尽量大的功率，同时还要减小管子的损耗，以提高其效率。
2. 功率放大电路提高效率的主要途径要提高功率放大电路的效率，必须在获得相同输出功率时降低管耗。
甲类放大:输入信号的整个周期内均有电流流过管子即管子在一周内都导通的工作方式。
乙类放大:管子在一个周期内只有半个周期导通的工作方式。
甲乙类放大:管子在一个周期内有半个周期以上导通的工作方式。
三种不同类型功率电子线路基础放大电路的工作情况例 下图 (a)所示变压器耦合的共射放大器工作于甲类状态，设 ，管子的 ，其输出特性曲线如图 (b)所示。
(1) 求电路的静态工作点Q ，并求静态时，电源供给功率及三极管消耗功率。
(2) 忽略管子的，并设变压器是理想的，问如何调节变压器的变比 ，使电路在充分激励下，可在负载上获得最大不失真输出功率，并求此最大不失真输出功率及电路的最大效率。
Ω=Ω==K 27,8,V 6B L cc R R V V 6.0BEQ =U CE(sat)CEO U I 、21N N n =L R静态工作点： V6cc CEQ ==V U cc BEQBQ B 60.60.2mA 27V U I R --===CQ 16mAI ≈静态工作点 VQ cc CQ 61696mW P V I =⋅=⨯=)(96166..CQ cc CQ CEQ TQ mW I V I U P =⨯===cc CEQ LCQ V U R I ==')(375101663CQ cc L Ω=⨯=='-I V R 85.68375L ≈='=R R n 最大不失真输出功率Lcc L cemcm cc cem ,R V R U I V U ≈'≈≈ 最大不失真输出功率cm cem cm cem o 2122I U I U P ⨯=⋅=48375262212L 2cc L cc cc ≈⨯='='⨯⨯=R V R V V管耗()()()()mW 48489621d sin sin 21)d(21o TQ cm cem CQ CEQ 20cm CQ cem CEQ c 20CE T =-=-=-=+-==⎰⎰P P I U I U t t I I t U U t i u πP ωωωπωππ管耗()()()()mW 48489621d sin sin 21)d(21o TQ cm cem CQ CEQ 20cm CQ cem CEQ c 20CE T =-=-=-=+-==⎰⎰P P I U I U t t I I t U U t i u πP ωωωπωππ电源提供功率 效率()()()()mW 96d sin 21d 21VQ CQ cc 20cm CQ cc 20c cc V ===+=⋅=⎰⎰P I V t t I I V t i V P ππωωπωπ()mW 964848T o V =+=+=P P P %509648V o ===P P η甲类功放有以下特点：电子线路基础1. 在输入信号的整个周期内均有电流流过管子，即i C>0。
模电 第七章1(第五版)——康华光
(&馈
电流串联负反馈
第七章 反馈放大电路
Rc1 Rb1 (-) (+) T1 + . Vi _ Rf (+) Re1 + . Vf _
Rc2 T2
+Vcc (+) + . Vo _
Re2
第七章 反馈放大电路 例：判断下列放大电路的反馈组态
(+) (+) (+) (-) (+) (+)
电压串联负反馈 电压串联负反馈
第七章 反馈放大电路
信号源对反馈效果的影响
串联负反馈 vID = vI -vF 要想反馈效果明显， 就要求v 就要求 F 变化能有效引 的变化。 起vID的变化。
则 vI 最 好 为 恒压源， 恒压源 ， 即信号 源内阻R 源内阻 S 越小越 好。
第七章 反馈放大电路
7.2.1 电压串联负反馈放大电路
第七章 反馈放大电路
特点： 特点： 输入以电压形式求和（KVL） 输入以电压形式求和（KVL）： vid=vi- vf 稳定输出电压 电压控制的电压源
RL↓→vo↓→ f↓→ id(=vi－vf)↑ ↓→ ↓→v ↓→v ↑ vo↑
7.2.2 电压并联负反馈放大电路
第七章 反馈放大电路
例：判断下图所示电路，哪些元件引入了级间 判断下图所示电路， 直流反馈，哪些元件引入了级间交流反馈？ 直流反馈，哪些元件引入了级间交流反馈？
第七章 反馈放大电路
直流通路 (a)直流通路 直流通路
交流通路 (b)交流通路 交流通路
引入的是级间直流反馈； Rf1和Rf2引入的是级间直流反馈； 既能引入级间直流反馈，又能够引入级间交流反馈。 Re1既能引入级间直流反馈，又能够引入级间交流反馈。
武汉大学模电第七章PPT课件
.
15
7.4 串联型直流稳压电路
串联反馈式稳压电路以稳压管电路为基础，利用 晶体管的电流放大作用，增大负载电流；在电路中 引入深度电压负反馈使输出电压稳定；并且，通过 改变反馈网络参数使输出电压可调。
一、稳压电源的质量指标 1、特性指标
包括允许的输入电压、输出电压、输入电流及输 出电压调节范围等。
IO=0 T=0
(2)输出电阻
Ro
=
VO IO
VI=0
(3) 温度系数
ST
=VO T
IO=0 VI=0
.
17
(4)稳压系数
=VO/VO
.
12
结论
二极管的导通角θ<π，流过二极管的瞬时电流大，可串 入一个限流电阻，并选择较大容量的整流二极管。
输出电压的平均值大
VL由放电时间常数决定 τ=RLC
1
∵ VC 2V2e RLC
∴ RLC↑→VL↑
一般取 RLC≥（3~5）T/2 （全波整流）
输出电压的平均值通常取 VL 1.2V2
电容滤波电路的外特性
缺点：变压器的利用率不高。
.
5
3、单相桥式整流电路
ห้องสมุดไป่ตู้工作原理
单相桥式整流电路是最基本的将交流转 换为直流的电路
在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二 极管是作为开关运用，具有单向导电性。
.
6
信号正半周时二极管D1、D3导通， 在负载上得到正弦波的正半周。
信号负半周时二极管D2、D4导通， 在负载上得到正弦波的负半周。
3、二极管的平均电流
IDI2L
2V2 πRL
0.45V2 RL
4、二极管所承受的最大反向电压 VRmax 2V2
0706模拟电子技术课程(第七章)
电压反馈到反相输入端
_
+ Rp
+ uo
Rf 对Ui1 而言是并 联电压负反馈，对 Ui2 而言是串联电 压负反馈
(1-25)
4、差动比例运算放大器
i2 Rf
令 ui1=0，输出电压为
i1
R1 Ui2
R2
_
+
+
uo
Rp
U
U
Rp R2 Rp
Ui2
0 U U Uo2
R1
Rf
Uo2
R1 Rf R1
R2
uo
R2
R1
ui2 u u
R1
R2
解出：
uo
R2 R1
(ui 2
ui1)
(1-38)
R2
ui1 R1
ui2
_
uo
+
+
R1 R2
差动放大器放大了两个信号的差，但是它的输入 电阻不高（=2R1）, 这是由于反相输入造成的。
(1-39)
例：设计一个加减运算电路， RF=240k，使 uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3
模拟电子技术
第七章
集成运算放 大器的应用
(1-1)
第七章 集成运算放大器的应用
基本概念 集成运算放大器的工作特点 运算电路的结构和工作原理 有源滤波电路的结构和工作原理 电压比较器结构和工作原理
分析计算方面 运算电路主要参数的计算 有源滤波电路和电压比较器的类型判定 (1-2)
第七章 集成运算放大器
u+ ＋
uo
国际符号
(1-4)
7.1.2 理想集成运算放大器
运算放大器的传输特性曲线
模电七章优质获奖课件
电压串联负反馈
输出电压短路后，假如
或 vF 0，就是电iF压反0馈。
电压负反馈旳特点：电路旳输出电压趋向于维持恒定。
分立元件构成旳电压串联负反馈电路
iID i I iF变小， 是负反馈。
电流并联负反馈
反馈网络串接于输 出回路。反馈信号 旳起源是输出电流 电流反馈
并联反馈
RL iO iF iID iO
输出产生了失真 正半周期略大，负 半周期略小。
引入负反馈后送到 求和点旳反馈信号 与输出波形相同
。
定量分析表白：引入负反馈后， 非线性失真降低了(1+AF)倍。
克制放大电路旳内部噪声
放大电路中各元器件上电压电流旳随机变化称为噪声 。假如放大电路存在较 大旳噪声，有用信号就可能淹没在噪声之中而无法区别，故应尽量降低放大电路 旳噪声。
由反馈放大器增益旳一般体现式：
当深度负反馈，即
A F
1
A A F
| 1 A时F，| 1
A F
A A F
1 F
与开环增益无关（即与基本放大器无关），只决定于反馈网络。
提升增益旳稳定性
为定量阐明放大倍数稳定旳程度，可将开环增益Ａ与闭环增益ＡF旳相对 变化量进行比较。
不考虑相位关系时，Ａ、Ｆ用实数表达:
（2）若 |1 A F | 1 ，则 | AF | A |，即引入反馈后，增益变大，称为正反馈。
（3）若 AF 1 ，即 |1 A F | ，0 则
A F
X o X i
。 在这种情况下，
虽然输入信号为无限小量，也能够有输出信号，而实际电路中总存在
噪声，所以，虽然没有输入信号( X i 0)也能够有输出信号，这种现 象称为自激振荡。
模拟电子技术基础(第四版)-19模电第7章-精品文档
ii if
u u 0 N P
if
RF
u u i u N ii i R R 1 1
u u u if N o o R R F F
ii
+ RF uo ui ui R1 –
R1
– + +
R2
uo
+
–
Closed –loop Voltage gain
Balancing resistor
Chapter 7 Signal Operation and Processing
1 The Introduction to OP-AMP 2 Basic operational amplifiers 1. Scaling circuit 2. summing and differential circuit 3. integrators and differentiators circuit
2.同相比例运算电路 if
R1 R2 RF
Op-amp Operating in the linear region
R F )u u ( 1 o i R 1
ii
+
ui
– + +
–
uo
+
–
特点： 1. 为深度电压串联负反馈 2. 输入电阻大 Rif =
Auf = 1 + Rf /R1
3. uIC = u i ，对 KCMR 的要求高 uP = uN = uI
例 求输出电压
uo
7.1.3 summing and differential circuit
Op-amp Operating in the linear region
模拟电子技术第七章
学习目标
掌握模拟电路的基本概念、原理和应 用。
了解模拟电路在各个领域的应用，如 通信、音频、图像处理和控制系统等。
学会分析模拟电路的方法和技巧，包 括电路分析、性能分析和优化设计等。
02
放大电路的组成和工作原理
放大电路的基本概念
放大电路的定义
放大电路是一种能够将微弱信号 进行放大的电子电路，通常由电 阻、电容、电感等电子元件组成。
校正技术，减小噪声和失真。
05
集成运算放大器
集成运算放大器的概述
01
定义
集成运算放大器（简称集成运放）是一种高放大倍数的集成电路，能够
实现各种模拟信号的处理和运算。
02
组成
集成运放主要由输入级、中间级和输出级三个基本部分组成，其中输入
级是差分放大电路，中间级是电流放大电路，输出级是功率放大电路。Βιβλιοθήκη 03放大电路的分析方法
静态分析和动态分析
静态分析
主要研究放大电路在直流工作状 态下的电压、电流和功率等参数 ，目的是确定电路的静态工作点 。
动态分析
研究放大电路在交流信号作用下 的响应，包括电压增益、输入阻 抗、输出阻抗等动态参数。
图解分析法
01
图解分析法是通过图解直观地分 析放大电路的工作原理和性能， 包括输入输出波形、幅频特性和 相频特性等。
工作原理
放大电路的工作原理主要是利用电子元件的线性区和非线 性区特性，通过负反馈、电压放大、电流放大等方式实现 信号的放大。
放大倍数的计算
放大倍数可以通过计算各级电子元件的电压、电流和功率 等参数得到，是衡量放大电路性能的重要指标之一。
放大电路的性能指标
带宽
带宽是衡量放大电路性能的重要指标之一，表示放大电路 能够处理的信号频率范围。带宽越宽，放大电路能够处理 的信号频率越高。
模电电子教案第7章
R L )C
负载变化，通
带放大倍数和截 止频率均变化。
Au
Au p 1 j f
fp
有源滤波电路
用电压跟随 器隔离滤波电 路与负载电阻
无源滤波电路的滤波参数随负载变化；有源滤波电
路的滤波参数不随负载变化，可放大，不能输出高电 压大电流。
二、低通滤波器
1. 同相输入 （1）一阶电路
Aup
1
R2 R1
1) 输入为阶跃信号时的输出电压波形？ 2) 输入为方波时的输出电压波形？ 3) 输入为正弦波时的输出电压波形？ 线性积分，延时 波形变换
移相
2. 微分运算电路
iR
iC
Cபைடு நூலகம்
duI dt
uO
iR R
RC
duI dt
为了克服集成运
放的阻塞现象和自
激振荡，实用电路
应采取措施。
限制输
入电流
限制输出 电压幅值
倍数；
f →∞， C2短路，正反馈 不起作用，放大倍数小→0 ；
因而有可能在f = f 0时放大倍数等于或大于通带放大倍数。 对于不同频率的信号正反馈的强弱不同。
压控电压源二阶LPF的分析
列P、M点的节点电流方程， 整理可得：
Au(s)1[3Aup(A s)ups(]s)RC (sR)2C
Au 1(
物理意义清楚，计算麻烦！
在求解运算电路时，应选择合适的方法，使运算结果 简单明了，易于计算。
2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
i1i2i3i4
uI1uPuI2uPuI3uPuP
R 1
R 2
R 3 R 4
u R I11 u R I22 u R I33(R 1 1R 1 2R 1 3R 1 4)uP
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Rf
uI 1 uI 2 uI 3 uO R f ( ) R1 R2 R3
(4-19)
2、加减运算电路
⑴单运放加减运算电路
叠加定理先让反相输入端的 各信号作用,首先UI3，UI4 接地，反向信号作用
uI 1 uI 2 uO1 R f ( ) R1 R2
同相输入端的各信号作用， UI1，UI2接地 若R1// R2// Rf= R3// R4// R5
(4-28)
• ⑵积分电路的阶跃响应
1 uO RC
T
0
uI IR uI dt T T RC C
• 波形如图所示：
(4-29)
•
利用该特性可进行时间延迟。如图所示，若继电 器的动作电压为6V，问当加入阶跃信号-3V后，多长 时间继电器动作？
(4-30)
uI 1 T uO 0 uI dt RC T RC 4 6 uO RC 6 10 0.05 10 T uI 3 10 S 1mS
uO 2
uI 3 uI 4 Rf ( ) R3 R4
uI 3 uI 4 uI 1 uI 2 uO uO1 uO 2 R f ( ) R3 R4 R1 R2
(4-20)
• 单运放加减运算电路有两个缺点： • ①电阻的选取和调整不方便 • ②每个信号源的输入电阻较小。 •⑵双运放加减运算电路
模拟电子技术基础
第七章
信号的运算 和处理
(4-1)
第七章 信号的运算和处理
§7.1 概述 §7.2 基本运算电路 §7.3 模拟乘法器及其在运算电路中的应用 §7.4 有源滤波电路 §7.5 电子信息系统预处理中所用放大电路
(4-2)
§7.1 概述
一、电子信息系统的组成
电子信息系统的示意图：
信号的提取：来自传感器、接收器或信号发生器； 信号的预处理：用隔离、滤波、阻抗变换等手段分离 出信号并放大； 信号的加工：进行运算、转换、比较、取样—保持等 加工； 信号的执行：经过功放驱动负载。
(4-39)
• ④方波响应
(4-40)
• ⑵实用微分运算电路 • 上述基本电路存在的问题： • ①由于输出电压与输入电压的变化率成正比，uO对ui 的变化非常敏感，因此抗干扰能力差； • ②从正弦响应看，它产生相位滞后，若与运放内部的 相位滞后结合起来，可能引起自激振荡； • ③当输入电压突变时，反馈电流与反馈电阻 的乘积 可能超过运放的最大输出电压，阻塞电路。
uO AOd (uP uN )
净输入电压为零，即uP-uN=0， 所以uP=uN 称两个输入端“虚短路”。 因为净输入电压为零，而输 入电阻为无穷，iP=iN=0 两个输入端“虚断路”。 ②集成运放工作在线性 区的电路特征： 必须引入负反馈
(4-5)
3、理想运放的非线性工作区
电路特征：要么开环工作，要么只引入了正反馈。 两个特点： ⑴输出电压只有两个值：±UOM。 ⑵净输入电流为零，即iP=iN=0。 电压传输特性为：
由于R2 R4
Байду номын сангаас
R3 R3 R2 uO (1 )uM (1 )uI R4 R1 R4
R3 由于R1 R2 uO (1 )uI R4
(4-14)
例3、电路如图所示，已知uO=-55 uI，其余参 数如图中所示。试求R5的值。
第一级为同相比例电路
R2 100 uO1 (1 )uI (1 )uI 11uI R1 10
iP iN 0 iR iF
uI uN uN uO 即 R Rf
uP uN 0
uO uI R Rf
uO
Rf R
uI
RO 0 输出与输入成比例， Ri R 且相位相反,因此叫反
相比例电路
(4-8)
例1、上述比例电路，要求Ri=100K，Au=-100， 求Rf。
(4-3)
二、理想运放的两个工作区
1、理想运放的性能指标
开环差模增益Aod= 差模输入电阻Rid= 输出电阻RO=0 共模抑制比KCMR= 上限截止频率ƒH= 失调电压UOI、失调电流IOI及它们的温漂均为 零，且无内部噪声。
(4-4)
2、理想运放的线性工作区
①理想运放在线性工作区的特点：输出与输入成线性 关系：
• 解决方法：
• ①输入端串联小阻值电阻，限制输入电流； • ②反馈电阻上并联稳压二极管，限制输出电压； • ③反馈电阻上并联小电容，起相位补偿作用，提 高稳定性。
(4-34)
•
在实用电路中，为了防止低频信号增益过 大，常在电容上并联一个电阻加以限制。如图 所示。
(4-35)
• 2、微分运算电路
⑴基本微分运算电路 • ①构成原理 • 将积分电路中的电阻和电容的位置互换，并选 取比较小的时间常数RC，就得到了微分电路。
•
(4-36)
• 利用虚地和虚断概念：
(4-26)
三、积分和微分运算电路
•
在自控系统中，常用积分和微分电路作为调节环 节，此外，它们还广泛应用于波形的产生和变换。 ⑴基本积分电路的构成原理 把反相比例电路中的反馈电阻换成电容就构成了 积分电路。
• 1、积分运算电路
• •
(4-27)
• 利用虚地和虚断概念：
uI iC iR R 1 1 uO uC iC dt uI dt C RC 在求解t1到t2时间段的积分值时： 1 t2 uO t1 uI dt uO (t1 ) RC
uI 1 uI 2 uI 3 uO R f ( ) R1 R2 R3
(4-16)
还可以用叠加法来求解：
uO1
uO 2
uO3
Rf R1
Rf R2
Rf R3
uI 1
uI 2
uI 3
uO uO1 uO 2 uO3
Rf R1
uI 1
Rf R2
uI 2
Rf R3
uI 3
(4-17)
⑵同相求和运算电路
i1 i2 i3 i4
uI 1 uP uI 2 uP uI 3 uP uP R1 R2 R3 R4
uI 1 uI 2 uI 3 1 1 1 1 ( )uP R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3
解：要求 Ri=100K，即R=100K，
Rf uO Au ui R
R f Au R (100) 100 10000 10M K
电阻数值太大，精度不高，又不稳定。
(4-9)
⑵T形网络反相比例运算电路 怎样才能实现上述要求又不使反馈电阻太大呢？
设想如果流过反馈电阻的电流远大于iR，那么反馈电 阻就可以减小。
(4-6)
§7.2 基本运算电路
1 集成运放的应用首先是能构成各种运算电
路，名字由此而来。 2 在运算电路中，输出电压是输入电压进行某 种运算的结果。 3 集成运放必须工作在线性区，引入深度负反 馈，利用不同的反馈网络实现各种数学运算。
(4-7)
一、比例运算电路
1、反相比例运算电路
⑴基本电路 图中 R´=R//Rf
(4-24)
• 例1、设计一个运算电路，要求输出电压和输入电压 的关系式为 uO=10 uI1-5 uI2-4 uI3。 • 解：若采用单运放加减电路，电路如图。 • 取Rƒ=100K，R3// R2// Rf= R1// R4,
(4-25)
uI1 uI 2 uI 3 uO R f ( ), 而要求uO 10u I 1 5u I 2 4u I 3 R1 R2 R3 R f / R1 10, R1 10K R f / R2 5, R1 20K R f / R3 4, R3 25K 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 R4 R2 R3 R f R1 20 25 100 10 所以可省去R4。
(4-10)
u1 uM RI R2
R2 uM u I R1
uM R2 i3 uI R3 R1R3
i4 i2 i3 , uO i2 R2 i4 R4
uM u I 而i2 R2 R1
R2 u1 R2 R2 R4 R2 // R4 uO uI ( uI ) R4 (1 )uI R1 RI R1R3 R1 R3
(4-12)
3、电压跟随器
如果同相比例电路的反馈系数为1, uO=
uI
输出与输入相等，且相位相同，故叫电压跟随器。
(4-13)
例2、电路如图，已知R2>>R4，试求解R1=R2时uO 与 uI的比例关系。 解：
uN uP 0
uI i2 iI R1
R2 uM i2 R2 uI R1
若R1 R f 2 , R3 R f 1 , 则uO (1
Rf 2 R3
)(uI 2 uI 1 )
(4-22)
•
上述电路虽然输入电阻大，但是要求运放 的共模抑制比高。也可以用下面的的连接方式：
(4-23)
uI 1 uI 2 uO1 R f 1 ( ) R1 R2
R f 1 uI 1 uI 2 uI 3 uO1 uI 3 uO R f 2 ( ) R f 2[ ( )] R4 R5 R4 R1 R2 R5 uI 1 uI 2 uI 3 若取R f 1 R4 则uO R f 2 ( ) R1 R2 R5
(4-18)
uI 1 uI 2 uI 3 uP RP ( ) R1 R2 R3 其中RP R1 // R2 // R3 // R4