电子电路辅导课件1-4(运放)(2).ppt

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1、电子电路辅导课件1-4(运放)(2)u+输入级输入级中间级中间级输出级输出级偏置电路偏置电路u-uO中间级：中间级：主要进行主要进行电压放大电压放大，一般由一般由共发射极放大电路共发射极放大电路构成。构成。输出级：输出级：采用互补对称功放电路或射极输出器，采用互补对称功放电路或射极输出器，以便以便输出足够大的电流和功率输出足够大的电流和功率，并降低输出电阻，并降低输出电阻，提高带负载能力。提高带负载能力。偏置电路：偏置电路：一般是由恒流源电路组成，一般是由恒流源电路组成，为电路为电路提供稳定和合适的静态工作点提供稳定和合适的静态工作点。23.3.理想运放工作在线性区的两条分析依据理想运放工作在

2、线性区的两条分析依据1)因因Auo，而输出电压，而输出电压uo是是一个有限的数值一个有限的数值+uouu+i+i uo=Auo(u+u)称为称为“虚短虚短”。2)rid，且，且u+u-0输入电流近似为输入电流近似为 0，即即 i+=i 0，称称“虚断虚断”Auo越大，线性范围越小，越大，线性范围越小，必须加负反馈才能使其工作于线性区必须加负反馈才能使其工作于线性区。64.4.理想运放工作在饱和区理想运放工作在饱和区 u+u uoUo(sat)+Uo(sat)O饱和区饱和区(1)输出只有两种可能输出只有两种可能输出只有两种可能输出只有两种可能,(2)+U Uo(sato(sat)或或或或 U U

3、o(sato(sat)(2)(2)i i+=i=i 0 0,仍存在仍存在仍存在仍存在“虚断虚断虚断虚断”现象现象现象现象当当 u+u 时，时，uo=+Uo(sat)u+u 时，时，uo=Uo(sat)不存在不存在不存在不存在 “虚短虚短虚短虚短”现象现象现象现象 7（二）（二）集成运算放大器在运算方面的应用集成运算放大器在运算方面的应用 集成运算放大器引入适当的负反馈，可使输出和集成运算放大器引入适当的负反馈，可使输出和输入之间具有某种函数关系，如比例、加法、减法、输入之间具有某种函数关系，如比例、加法、减法、积分、微分、对数与反对数、乘除等运算。积分、微分、对数与反对数、乘除等运算。一、比例

4、运算一、比例运算一、比例运算一、比例运算1 1反相输入比例运算电路反相输入比例运算电路反相输入比例运算电路反相输入比例运算电路 输入、输出另一端均输入、输出另一端均为地为地,“、+、-”可略可略。uoRFuiR2R1+R2=R1/RF8ifiiii+uoRFuiR2R1+反相反相比例运算比例运算 因因u=u+=0因因i+=i=0所以所以 ii if 闭环电压放大倍数：闭环电压放大倍数：9反相比例运算反相比例运算uoRFuiR2R1+反馈电路直接从输反馈电路直接从输出端引出出端引出电压反馈电压反馈输入信号和反馈信号加在输入信号和反馈信号加在同一输入端同一输入端并联反馈并联反馈反馈信号使净输入反馈

5、信号使净输入信号减小信号减小负反馈负反馈电压并联交直流负反馈电压并联交直流负反馈反馈类型？反馈类型？反馈类型？反馈类型？10例例1.电路如图所示，试分别计算开关电路如图所示，试分别计算开关S断开和闭合时的电压放大倍数断开和闭合时的电压放大倍数Auf 。1.当当S断开时：断开时：解：解：uouiR21k+1k1kS10kiiif112.当当S闭合时：闭合时：uouiR21k+1k1kS10kiiif122 2同相输入比例运算电路同相输入比例运算电路同相输入比例运算电路同相输入比例运算电路uoRFuiR2R1+R2=R1/RFifi1闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数:因因i+=i=0i+=i=01

6、3同相比例运算同相比例运算电压串联交直流负反馈电压串联交直流负反馈输入信号和反馈信号分别输入信号和反馈信号分别加两个输入端加两个输入端串联反馈串联反馈反馈电路直接从输反馈电路直接从输出端引出出端引出电压反馈电压反馈反馈信号使净输入反馈信号使净输入信号减小信号减小负反馈负反馈uoRFuiR2R1+反馈类型？反馈类型？反馈类型？反馈类型？14uiuoRFR3R2+R1同相比例运算同相比例运算15 即即 R1=，RF=0，Auf=1，uo=ui，称称电压跟随器电压跟随器。uoui+uo+15k 15k+15V 7.5k 例例2.试计算图示电路中试计算图示电路中uo的大小的大小。解：由于解：由于 uo

7、只与电源电压和分压电阻只与电源电压和分压电阻有关，而与负载电阻大小和运放有关，而与负载电阻大小和运放的参数无关。的参数无关。同相比例运算的特例同相比例运算的特例16例例3.如图所示电路，已知如图所示电路，已知RF100k，R150k，输入电压，输入电压 ui3sint V，求电压放大倍数和输出电压求电压放大倍数和输出电压uo。uoRFuiR2R1+解解：电压放大倍数：电压放大倍数17二、加法运算二、加法运算 1.1.反相加法运算电路反相加法运算电路R2=Ri1/Ri2/Ri3/RFii3ii1if因因u=u+=0因因虚断虚断，i=i+=0 当当Ri1=Ri2=Ri3=RF时，时，uoui1RF

8、ui3Ri1Ri3+R2ui2Ri2ii218例例4.一个测量系统的输出电压和某些输入信号的数一个测量系统的输出电压和某些输入信号的数值关系为值关系为uo=-(4ui1+2ui2+0.5ui3)，试选择图示电路中，试选择图示电路中各输入电路的电阻和平衡电阻。设各输入电路的电阻和平衡电阻。设RF=100 k。uoui1RFui3Ri1Ri3+R2ui2Ri2解：解：19三、减法运算三、减法运算ui2uoRFui1R3R2+R1R2/R3=R1/RF 利用叠加原理利用叠加原理利用叠加原理利用叠加原理:ui1单独作用时单独作用时 反相输入比例运算：反相输入比例运算：ui2单独作用时，为同相输入比例运

9、算：单独作用时，为同相输入比例运算：u+20ui2uoRFui1R3R2+R1u+如果取如果取 R1=R2，R3=RF 如如 R1=R2=R3=RF 输出电压等于两个电压之差。输出电压等于两个电压之差。21例例5.在图示电路中，已知在图示电路中，已知ui1=2V，ui2=1V，求输出，求输出 电压电压uo。uo1ui1+uoui2RRRA1A2+RRR解：解：22四、积分运算四、积分运算uoCFuiR2R1+ifi1uC+则则i1=if 设电容设电容设电容设电容C CF F的初始电的初始电的初始电的初始电压为压为压为压为 u uC C(t t0 0)时时时时，则有，则有，则有，则有i+=i=0

10、23当当ui为阶跃电压时为阶跃电压时 uitOU Ui i积分饱和积分饱和线性积分时间线性积分时间uotO+Uo(sat)Uo(sat)输出电压随时输出电压随时间线性变化间线性变化24五、微分运算五、微分运算uoC1uiR2RF+由虚短及虚断性质可得由虚短及虚断性质可得i1=ififi1uitOU Ui i当当ui为阶跃电压时为阶跃电压时 uotO25（三）集成运算放大器的其它应用（三）集成运算放大器的其它应用一、电压源、电流源一、电压源、电流源一、电压源、电流源一、电压源、电流源I1IFRFUOUZR2+R1RVS+US由虚短及虚断性质可得由虚短及虚断性质可得 输出电压可以认为是输出电压可以

11、认为是恒压源恒压源。改变反馈电阻。改变反馈电阻RF的大小，可以改变输出电压的大小，可以改变输出电压UO的大小。的大小。26电流源电流源ILRFUZR2+R1RLVS+USF由虚短及虚断性质可得由虚短及虚断性质可得 IL的大小与负载的大小与负载RL无关，所以该电路构成电流源电无关，所以该电路构成电流源电路，改变路，改变RF的大小可以改变电流源的电流值。的大小可以改变电流源的电流值。27 例例6 如图为两级运放组成的电路，如图为两级运放组成的电路，已知已知 uI1=0.1 V，uI2=0.2 V，uI3=0.3 V，求，求 uO。uI1uI2uI3 +uO 30 k 30 k 30 k 10 k

12、10 k 10 k 10 k 10 k F1 12 F1 11uO1=(uI1 uI2)第一级为加法运算电路：第一级为加法运算电路：解解第二级为减法运算电路：第二级为减法运算电路：R5R4+R5RF2R3(1 )uI3 F23 uO1 uO=0.3 V=0.6 V28例例7.右图电路，当右图电路，当ui1=1.5V,ui2=1V时，时，uo=-1V；则；则RF=?=?uo解：这是一个减法运算电路。解得RF=20k29例例8.右图电路中，设电路的输入右图电路中，设电路的输入Ui=0.5V,运放的最大运放的最大输出输出Uom=12V，其余参数见图。，其余参数见图。ui1）过）过0.1s后，后，Uo

13、=?2)过过0.6s后，后，Uo=?3）R4=?解：1）2）可算出Uo=-15V，但此时UoUom，故实际Uo=-12V。3）R4=R4=20k。30思考题思考题1.电路如图(a)所示，求输出电压与各输入电压的运算关系式。（a）312.电路如下图所示，假设运放是理想的：(1)写出输出电压的表达式，并求出的值；(2)说明运放A1、A2各组成何种基本运算电路。323.电路如右图所示，运放均为理想的，试求输出电压uo的表达式。334.电路如下图(a)所示，已知运放的最大输出电压 =12V，输入电压波形如图(b)所示，周期为0.1s。试画出输出电压的波形，并求出输入电压的最大幅值 。34此此课件下件下载可自行可自行编辑修改，修改，仅供参考！供参考！感感谢您的支持，我您的支持，我们努力做得更好！努力做得更好！谢谢!