大连海事大学：《电子线路》第5章 集成运算放大器的应用

電子工業出版社 第5章集成运算放大器的应用 5.1集成运放的理想化及基本电路 52运算电路 53电压比较器 54集成运放的应用常

第5章 集成运算放大器的应用 5.1 集成运放的理想化及基本电路 5.2 运算电路 5.3 电压比较器 5.4 集成运放的应用常识

電子工出版社 51集成运放的理想化及基本电路 51.1集成运放的理想特性 集成放的符号、管脚信号传 输方向 理想运放开环 反相 电压放大倍数 输入 同相 输出端 输入端 n 十 u p 十

5.1.1 集成运放的理想特性 － ＋ ＋ 反相 输入 端 un up 同相 输入端 信号传 输方向 ui 输出端 理想运放开环 电压放大倍数 uo AO 集成放的符号、管脚 5.1 集成运放的理想化及基本电路

電子工掌出版社 1.理想运放的概念 理想化的条件: 开环电压放大倍数Aou CO) 差模输入电阻r→o 开环输出电阻ro→0 共模抑制比 K∞ 上限截止频率fr>0 理想运放的符号

1. 理想运放的概念 理想化的条件： 开环电压放大倍数 Aod ∞ ; 差模输入电阻 rid 开环输出电阻 rod 共模抑制比 KCMRR ∞ ; 0 ; ∞ ; u u uo 上限截止频率fH→。 理想运放的符号

電子工業出版社 2.理想运放在线性区的特点 D rid 虚短|虚断 (a)运放的电压和电流 (b)理想运放的“虚短”“虚断”示意图 集成运放的电压、电流,以及“虚短”、“虚断”示意图 (1)虚短:由于两输入端之间的电压差为0,相当于两 输入端短路,但又不是真正的短路,故称为“虚短”。 虚短实际上指的是两输入端的电压相同,也就是u (2)虚断:由于i=0,相当于两输入端开路,但又不是 真正的断开,故称为“虚断”。虚断表明两输入端没有 电流

2．理想运放在线性区的特点 （1）虚短：由于两输入端之间的电压差为0，相当于两 输入端短路，但又不是真正的短路，故称为“虚短”。 虚短实际上指的是两输入端的电压相同，也就是up =un。 （2）虚断：由于i i=0，相当于两输入端开路，但又不是 真正的断开，故称为“虚断”。虚断表明两输入端没有 电流。 集成运放的电压、电流，以及“虚短”、“虚断”示意图

電子工業出版社 5.12集成运放的两种基本电路 反馈方式: 1.反相输入放大电路 电压并联负反馈 虚地点 因为有负反馈, R 利用虚短和虚断 R A 1ol.=l2=0(虚地) i1=i(虚断) RRR 电压放大倍数:A R

5.1.2 集成运放的两种基本电路 1. 反相输入放大电路 虚地点 i1 =i f （虚断） 因为有负反馈， 利用虚短和虚断 u+ =0 u－=u+=0（虚地） 反馈方式： 电压并联负反馈 u u + － A ∞ + R i i R u u － + f f o i 1 1 电压放大倍数: 1 f i o R R u u Auf = = − f o 1 i R u R u = −

電子工業出版社 例题R=10k2,R=20k2,v1=-1V。求:u、R;。说 明R的作用,R应为多大? f 特点 R R 共模输入电压=0 u=u A 缺点: 输入电阻小(R=R1) R 20 R为平衡电阻(使输 R 10 入端对地的静态电阻2=4l1=(-2)-1)=2V 相等):R=R1/Rr R=R

例题. R1=10k , Rf=20k , ui =-1V。求:uo 、Ri。说 明R的作用， R应为多大？ 特点： 共模输入电压=0 （u－=u+=0） 缺点： 输入电阻小（Ri=R1） R为平衡电阻(使输 入端对地的静态电阻 相等):R=R1 //Rf u u + － A ∞ + R i i R u u － + f f o i 1 1 R0 2 10 20 1 f u = − = − = − R R A u o = A u ui = (−2)(−1) = 2V Ri = R1

電子工掌出版社 采用T型反馈网络的反相比例电路 目的:在高比例系数时,避免R阻 值太小,使输入电阻太小。 R 2 R 4 分析:u1=u=0(虚短) i1=i2(虚断) R R R O 又 A R3 RI R R R2-(i2+i3)·R4 RI R u R2+R4A1,R2∥R R2 十 十 R 3

采用T型反馈网络的反相比例电路 目的：在高比例系数时，避免R1阻 值太小，使输入电阻太小。 1 2 1 R u i i i  = = 2 2 3 R3 又 i  R = i  3 1 2 2 3 2 3 R u R R i R R i i  =  =  0 2 2 4 R4  u = −i  R − i  ) // (1 3 2 4 1 2 4 R R R R R R Au + +  = − 分析：u+=u-=0（虚短） i1=i2 （虚断） u u + － A ∞ + o i R1 R2 R4 R3 1 i i 2 4 i i 3 2 2 3 4 1 R (i i ) R R ui = −  − +  4 3 1 2 1 2 1 ( ) R R u R R R u R R ui i i = −  − +  

電子工業出版社 2.同相输入放大电路 反馈方式: R 电压串联负反馈 因为有负反馈, R 利用虚短和虚断 u-u+ui R++ a+ i1=(虚断) 特点: 0-l1L1-L 电压放大倍数: 输入电阻高 缺点 =1+ R 共模输入电压≠0 R1 平衡电阻 (u.=u+=u1) R=/R

2. 同相输入放大电路 u-= u+= ui i1=i f （虚断） 平衡电阻 R=Rf //R1 f i o 1 0 i R u u R u − = − 因为有负反馈， 利用虚短和虚断 反馈方式： 电压串联负反馈 u u + － A ∞ + o u － u+ if Rf 1 i R 1 R i 特点： 输入电阻高 缺点： 共模输入电压≠0 （u－=u+ =ui） 电压放大倍数: 1 f i o 1 R R u u Auf = = +

電子工掌出版社 电压跟随器 此电路是同相比 例运算的特殊情况, 输入电阻大,输出 电阻小。在电路中 作用与分立元件的 射极输出器相同 但是电压跟随性能 因为有负反馈, 好。 利用虚短和虚断: A==1 u:=u-u=u 0

Auf=1 电压跟随器 此电路是同相比 例运算的特殊情况， 输入电阻大，输出 电阻小。在电路中 作用与分立元件的 射极输出器相同， 但是电压跟随性能 好。 u u o + ∞ u A + － － + u i ui =u+= u-= uo 因为有负反馈， 利用虚短和虚断：

電子工掌出版社 52运算电路 5.2.1比例运算电路 数学上y=kx(k为比例常数)称为比例运算,在电路中则 可通过o=k;来模拟这种运算,比例常数k为电路的电压放 大倍数。显然,前述的反相输入放大电路和同相输入放大电 路都可实现比例运算,前者k=R/R10 因此分别称为反相比例电路和同相比例电路

5.2.1 比例运算电路 数学上y=kx（k为比例常数）称为比例运算，在电路中则 可通过uo=kui来模拟这种运算，比例常数k为电路的电压放 大倍数。显然，前述的反相输入放大电路和同相输入放大电 路都可实现比例运算，前者k=−Rf /R10， 因此分别称为反相比例电路和同相比例电路。 5.2 运算电路