運放基本計算

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1、熟悉運放三種輸入方式的基本運算電路及其設(shè)計方法2、了解其主要特點，掌握運用虛短、虛斷的概念分析各種運算電路的輸出與輸入的函數(shù)關(guān)系。3、了解積分、微分電路的工作原理和輸出與輸入的函數(shù)關(guān)系。學(xué)習(xí)重點：應(yīng)用虛短和虛斷的概念分析運算電路。學(xué)習(xí)難點：實際運算放大器的誤差分析集成運放的線性工作區(qū)域　　前面講到差放時，曾得出其傳輸特性如圖，而集成運放的輸入級為差放，因此其傳輸特性類似于差放。　　當集成運放工作在線性區(qū)時，作為一個線性放大元件　　　vo=Avovid=Avo(v+-v-)　　通常Avo很大，為使其工作在線性區(qū),大都引入深

2、度的負反饋以減小運放的凈輸入,保證vo不超出線性范圍?！　τ诠ぷ髟诰€性區(qū)的理想運放有如下特點：　　∵理想運放Avo=∞，則v+-v-=vo/Avo=0v+=v-　　∵理想運放Ri=∞i+=i-=0　　這恰好就是深度負反饋下的虛短概念?！　∫阎\放F007工作在線性區(qū)，其Avo=100dB=105,若vo=10V，Ri=2MΩ。則v+-v-=?，i+=?，i-=?　　　　　　可以看出，運放的差動輸入電壓、電流都很小，與電路中其它電量相比可忽略不計?！　∵@說明在工程應(yīng)用上，把實際運放當成理想運放來分析是合理的　。返回第二節(jié)

3、　基本運算電路　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　比例運算電路是一種最基本、最簡單的運算電路，如圖8.1所示。后面幾種運算電路都可在比例電路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來演變得到。vo∝vi：vo=kvi(比例系數(shù)k即反饋電路增益AvF,vo=AvFvi)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　輸入信號的接法有三種：　　反相輸入（電壓并聯(lián)負反饋）見圖8.2　　　　　　　　　　　同相輸入（電壓串聯(lián)負反饋）見圖8.3　　　　　　　　　　　　差動輸入（前兩種方式的組合）討論：　　1）各種比例電路的共同之

4、處是：無一例外地引入了電壓負反饋?！　?）分析時都可利用"虛短"和"虛斷"的結(jié)論：iI=0、vN=vp。見圖8.4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3）AvF的正負號決定于輸入vi接至何處：　　接反相端：AvF<0　　接同相端：AvF>0，見圖8.5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作為一個特例，當R1→∞時AVF=1，電路成為一個電壓跟隨器如圖8.6所示?！　　　　　　?)在同相比例電路中引入串聯(lián)反饋，所以Ri很大，而反相比例電路引入并聯(lián)負反饋，所以Ri不高?！　?）由于反相比例電路中，N

5、點是"虛地"點，vN≈0。所以加在集成運放上的共模輸入電壓下降至0；而同相比例電路中，vN≈vi，所以集成運放將承受較高的共模輸入電壓?！　?）比例電路的同相端均接有R′，這是因為集成運放輸入級是由差放電路組成，它要求兩邊的輸入回路參數(shù)對稱。即，從集成運放反相端和地兩點向外看的等效電阻等于反相端和地兩點向外看的等效電阻?！　∵@一對稱條件，對于各種晶體管集成運放構(gòu)成的運算和放大電路是普遍適用的。有時(例高阻型運放)要求不嚴格。例：試用集成運放實現(xiàn)以下比例運算：AvF=vo/vi=0.5，畫出電路原理圖，并估算電阻元件的參數(shù)

6、值。解：(1)AvF=0.5>0，即vo與vi同相?！嗫刹捎猛啾壤娐?。但由前面分析可知，在典型的同相比例電路中，AvF≥1，無法實現(xiàn)AvF=0.5的要求?！　?2)選用兩級反相電路串聯(lián)，則反反得正如圖8.7所示。使AvF1=-0.5，AvF2=-1。即可滿足題目要求。　　電阻元件參數(shù)見圖8.8?！　　　　　　　　　　　　　∫弧⒓臃娐贰　∏蠛碗娐返妮敵鲭妷簺Q定于若干個輸入電壓之和，一般表達式為?。簐o=k1vs1+k2vs2+......+knvsn　　　　下面以圖8.9為例推導(dǎo)輸出/輸入之間的函數(shù)關(guān)系。該電路的實質(zhì)

7、是多端輸入的電壓并聯(lián)負反饋電路?！　　　　　　　　「鶕?jù)虛地的概念，即：vI=0→vN-vP=0,iI=0　　　　　　　　　　　　　電路特點：　　在進行電壓相加時，能保證各vs及vo間有公共的接地端。輸出vo分別與各個vs間的比例系數(shù)僅僅取決于Rf與各輸入回路的電阻之比，而與其它各路的電阻無關(guān)。因此，參數(shù)值的調(diào)整比較方便。　　1)求和電路實際上是利用"虛地"以及iI=0的原理，通過電流相加(if=i1+i2+…)來實現(xiàn)電壓相加。此加法器還可擴展到多個輸入電壓相加。也可利用同相放大器組成。　　2)輸出端再接一級反相器，則可消

8、去負號，實現(xiàn)符合常規(guī)的算術(shù)加法。同相放大器可直接得出無負號的求和。但僅在Rn=Rp的嚴格條件下正確?！　?)這個電路的優(yōu)點是：　　a.在進行電壓相加的同時，仍能保證各輸入電壓及輸出電壓間有公共的接地端。使用方便?！　.由于"虛地"點的"隔離"作用，輸出vo分別與各個vs1間的比例系數(shù)僅僅取決于Rf與各相應(yīng)輸入回路的