学习版含运算放大器的电路分析经典.ppt

正是一个由运放构成的反相加法器。
课件
例4——减法器
RF
R1
-∞
ui1
R2
uo
ui2
+
R3
课件
例5——电压跟随器
_
uo
+
ui
图 5-7 电压跟随器
课件
例6——积分器和微分器
iF1
iF1
ui1 RB
-∞ +
ui1
uo
RB
-∞
+
uo
u0
1 RC
ui dt
u0
1 RC
dui dt
课件
例7——分析较为复杂的运放电路
ui
+- ∞
-
RB
+
uo
R RF
uo ui
课件
例3——加法器
ui3
R3 i3
R3 i
ui2
R2 i2
R1 i1 1
i-
ui1
-∞
+
uo
课件
由于“虚短”，理想运放的输入电流
为零，即i 0 ，所以i i1 i2 i3
由于“虚断”，则节点1的电位为零。 列写方程：
i1
ui1 R1
0
ui1 R1
i
ui R
iF
uo RF
因此：
uo
RF R1
ui
课件
注 意： 1.其中的RB是运放出平衡电阻，主要
是因为运放内部结构要求两个输入段对 应的输出电阻平衡所致。
2.当可以通过改变电阻、的大小，从 而使得电路的比例系数改变。该电路正 是一个由运放构成的反相比例器。
课件
例2——反相器
RF
iF
Ri
1 i-
主要应用节点法，结合上面的分析 基础得出结论。
课件
三、例题
例1——反相比例器
RF
iF
Ri
1 i-
ui
+- ∞
-
RB
+
uo
课件
由于“虚断”，则u 0 。因为:
i ui u ui 0 ui
R
RR
iF
u uo RF
0 uo RF
uo RF
课件
由于“虚短”，理想运放的输入电
流为零，即i: 0 , 所以：i iF
dx dt
0.5x
0.1s in
t
0
，将
s
in
t
作
为信号源输入。
求：能解出x的模拟原理电路。
解：分析----将方程变形为：
dx 0.5x 0.1sint dt
课件
1)用加法器实现 dx
dt
2)然后用积分器将 dx实现出x，而前面的加法
dt
器两个加数量中的-0.5x就可以用该x的反相比
例得到.
sin t
标
_
+∞ +
_
课件
二、运放的简介
同相端
反相端
+ Au +
_
输出端
公共端
课件
三、运放的输入输出关系
1、运放输入输出关系曲线 uo
+ Au
+ ud _
U sat ud
-Usat
课件
2、运放的模型
a
R0
u-
+
+
Rin - Au(u+－ u-) uo
u+ b
-
课件
四、有关的说明
在电子技术中，运放可以用于 1．信号的运算——如比例、加法、减法、 积分、微分等 2．信号的处理——如有源滤波、采样保 持、电压比较等
课件
3．波形的产生——矩形波、锯 齿波、三角波等 4．信号的测量——主要用于测 量信号的放大
课件
5.2 具理想运放的电路分析
课件
一、含理想运放的电路分析基础
分析原则：
l虚短——由于理想运放的线性段放大 倍数为无穷大，要运放工作在线性区域， 运放的输入电压应该无穷小，理想运放 的输入端电压近似为零，输入端可以看 成是短接的---“虚短”。
课件
l 虚断——由运放的模型可见，当运放 工作在线性区内时，其输入电压近似为 零，那么其输入电流亦近似为零。这样， 我们在分析计算含运放的电路时，可以 将运放的两个输入端视为开路。
l 虚地*——当运放的同相端（或反相 端）接地时，运放的另一端也相当于接 地，我们称其为“虚地”。
课件
二、含理想运放的电路分析原则
0.3 1V
考虑运放2：
100k 5V
因为 i (5 1) 0.02mA
200
u+ u 1 100k 0.02 3V
i 100k 1V
uo2 u 3V
课件
考虑运放3：
u 100 3 2V 50 100
50k 3V
u+
uo1 u
u
uo
50
100
100k
1 2 2 uo
0.1sin t 0.5x
dx
x
dt
课件
R11 0.1sint R21
R22
R12
C
-∞
-∞
R31
R13 +
0.5x R23 +
-dx/dt
-∞
R32
x
sin t
R24
+
x
R42
R52
R41
R51
-
∞-
-0.5x
+
R43
+ R53
课件
50 100
uo 8V
课件
例8——设计完成一定运算功能的运放电路
已知：uo 2(ui1 ui2 ) 0.5ui3
RF 20k
求：完成上述功能的电路 。
课件
解： 步骤1:
ui1 ui2
uo1 (ui1 ui2 )
R1
RF
-∞
R2
+
uo1
RB
R1 R2 RF 20k
课件
步骤2:
20k
-∞
uo3 20k
20k
-∞
+
20k
-∞
+
uo4
+
uo
课件
例9——非理想运放电路的计算
已知：
1
ui
R1
2
R2
_
+
A
3
uo
_
+
求：输入输出电压的关系 解：电路中有四个独立节点，且节点1的 电位已知，因此，可以对节点2和3列写 节点方程。
课件
例10——求解微分方程的电子模拟原 理电路设计
已知：
uo2
2u01
RF R
uo1
2 [(ui1
ui2 )] 2(ui1
ui2 )
RF
R ui
-∞
+
ui
RB
R 0.5RF 10k
课件
步骤3:
ui
uo3
0.5ui3
RF R
ui3
RF
R -∞
+
ui
RB
R 2RF 40k
课件
步骤4:
uo4 (uo2 uo3 ) [2(ui1 ui2 ) 0.5ui3 ]
R1
RF
ui1
ui2
-∞
R2
+
uo1
RB
R1 R2 RF 20k
课件
步骤5:
uo5 uo4 2(ui1 ui2 ) 0.5ui3
RF
R ui
-∞
+
ui
RB
R RF 20k
课件
步骤:(综合)
20k
20k
ui1
20k
20k
ui2
-∞
10k
+
uo1
-∞
uo2
+
20k
ui3 40k
20k
i2
ui2 0 R2
ui2 R2
i3
ui3 R3
0
ui3 R3
i 0 uo uo
RF
RF
课件
对节点1列写节点方程（KCL方程）有
i i1 i2 i3 ，所以：
uo
RF
(
ui1 R1
ui2 R2
ui3 ) R3
由此可见，当 R1 R2 R3 RF 时， uo (ui1 ui2 ui3 ) ，其实，该电路
100k
100k
ui1
50k
-∞
1
uo1
50k
-∞
33k
+
RL=10k
2
0.6RL 50k
+
uo
50k
100k
100k
-∞
ui2
3
uo2
100k
+
ui3
图 5-10 较为复杂的运放电路的分析
课件
考虑运放1： ui1 0 0 0.6uo1
50
100
uo1
2ui1 0.6
10 3 ui1
10 3
第五章 含运算放大器的 电路的分析
❖ 重点 1.运放的传输特性 2.比例器、加法器、减法器、跟随器等运
算电路 3.含理想运放的运算电路的分析计算 ❖ 难点
熟练计算含理想运放的思路
课件
5-1 运放的电路模型
课件
一、运放的符号
旧 u-
_
国 u+
+
标
Baidu Nhomakorabea+ u-
_
_
+
uo
+ u+
+
uo _
_
新
+ Au
国
+