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1、第二章運(yùn)算放大器2.1理想運(yùn)算放大器2.2反相組態(tài)2.3同相組態(tài)運(yùn)放的應(yīng)用2.4差分放大器2.5有限開環(huán)增益與帶寬對電路性能的影響2.6運(yùn)算放大器的大信號工作性能非理想特性2.7直流不完整性2.8積分器與微分器運(yùn)算放大器一理想運(yùn)算放大器1.運(yùn)算放大器的電路符號2.運(yùn)算放大器的電源供電VCC4VCC5VEE?VEEVCC3.運(yùn)算放大器的端子反相輸入端輸入端輸出端同相輸入端-VEE4.定義：差模信號與共模信號對兩個輸入信號而言，差模輸入信號定義：vvv=?Id21共模輸入信號定義：vv=()+v/2Icm12則任意一對輸入信號均可表示為1vv=?v1IcmId21vv=+v2Icm
2、Id25.理想運(yùn)放的功能與特性運(yùn)放的功能：放大兩個輸入信號的差值，即vA=()vv?o21V無限輸入阻抗V零輸出阻抗i1=0V無限開環(huán)增益AV無限共模抑制比或零共模增益電源公V無限帶寬i2=0共端V零失調(diào)、零漂移BACK二、運(yùn)放的各種應(yīng)用在幾乎所有的應(yīng)用中，運(yùn)算放大器從不以開環(huán)的組態(tài)單獨(dú)使用，而是與其他器件共同構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。兩種接法：反饋環(huán)路接在反相輸入端與輸出之間1.反相組態(tài)?閉環(huán)增益1）理想運(yùn)放條件下的求解i2i10vvvv?=o⑤i=i=I21“虛短”21AR1ii==0“虛斷”+?vI③i=IR0④1①vivI⑥v=0?Ro2R1②v1=0虛地vRO2閉環(huán)增益G==?v
3、RI1閉環(huán)增益V負(fù)號表示閉環(huán)放大器vR將信號反相；O2G==?vRVG的大小完全取決于外I1電路的無源器件；V理想情況下，與運(yùn)放的開環(huán)增益無關(guān)；2）有限開環(huán)增益的影響A()vvv?=21oi2=i1v=?vo1Ai10vv?vv?I11ov?RR/=O21G≡=RR12vR1(1++/)/RAI21?輸入與輸出電阻假定運(yùn)放理想，則輸入電阻為vvIIRR≡==i1iiI1輸出電阻為R=0o例題2.21)求閉環(huán)增益Gvv=oI/的表達(dá)式；2)設(shè)計(jì)一個增益為100、輸入電阻為1MΩ的反相放大器，要求不使用大于1MΩ的電阻。vRRRo242=?[(+1+)]vRRR④⑤I111⑦RRR
4、??244或?++?1?RRR11?3?⑥vIRR==i1iI②③①⑧?應(yīng)用——加權(quán)加法器i1ii2ii0n0V若加法項(xiàng)系數(shù)符號不同，則由多級運(yùn)放級聯(lián)實(shí)現(xiàn)RRRRRRacacccv=v()()+v()()?v()?v()o1234RRRRRR1b2b34BACK2.同相組態(tài)1）閉環(huán)增益?理想運(yùn)放條件下電壓增益vRO2G==1+vRI1vI⑤Rv1I④R②v1Iv?R?I?2?③0vO=vI+R2=vI?1+?⑥①vId=0VR1?R1?v1+RRO21?有限開環(huán)增益AG≡=vI1+1+(R2R1)A2）同相組態(tài)特性ò理想情況下，R=∞iR=0o3）應(yīng)用——電壓跟隨器（a）單位增
5、益緩沖或跟隨放大器（b）等效電路模型BACK3.差分放大器實(shí)際電路輸出vA=vAv+odIdcmIcm理想情況下A=0cm共模抑制比
6、
7、AdCMRR=20log
8、
9、Acm1）單級運(yùn)放差分放大器V線性放大V運(yùn)用疊加原理?疊加原理分析R2v=?vo1I1R1RR24v=(1+)(）vo2I2RR+R143RRR224輸出電壓為vvvooo=+=12?vI1++(1)vI2RRR+R1134為達(dá)到差分放大，抑制共模，則有RR為了更容易實(shí)現(xiàn)匹配，通常選擇42=RRRR=RR=313142差模增益vRo2A==dvvR?II211共模增益vRRRo423A≡=()(1)?cmvR+RRR
10、Icm4314=0差模輸入電阻vIdR≡idiI=2R12）儀表放大器?R4??R2?差模增益A=???1+?d?R??R??3??1?共模增益A=0Acm輸入電阻R=∞idB討論：三個問題？2R1①②②③②④①'vR?R?R4??RR2+2總的差模電壓增益A≡o=4?1+2?=+??1d??RR??2vIdR3?R1?31??共模增益為0BACK4.有限開環(huán)增益與帶寬對電路性能的影響1）開環(huán)增益的頻率依賴性具有內(nèi)部補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器開環(huán)增益A0A0As()=直流增益1/+sωb-20dB/十倍頻程或-6dB/二倍頻程f單位增益帶寬b3dB頻率（截止頻率）ftfAf=tb02）閉
11、環(huán)放大器的頻率響應(yīng)Vo(s)?R2R1Vo(s)=1+R2R1=Vi(s)sVi(s)1+s1+ω(1+RR)ωt(1+R2R1)t21反相和同相放大器都具有STC低通響應(yīng)，僅直流增益不同，ω其3dB頻率均為tω=3dB1/+RR21BACK5.運(yùn)算放大器的大信號工作性能V電壓輸出飽和V輸出電流限制例題2.5dvoSR=V擺率maxdt運(yùn)放所允許的輸出電壓Vo對時間變化率的最大值，也稱為轉(zhuǎn)換速率。SRf=V全功率帶寬M2πVomax由于擺率的限制，輸出幅度等于運(yùn)放額定輸出電壓的輸出正弦波從該
