模拟电子技术基础 教学课件 作者 武小红 7 集成运算放大电路的线性应用.pptVIP

7.1 集成运放的概述 7.1.2 集成运放应用电路的分析方法 7.2 基本运算电路 （2）T形网络反相比例运算电路 2．同相比例运算电路 7.2.2 加法和减法运算电路 （2）双运放减法电路 7.2.3 积分和微分运算电路 （2）求和积分运算电路 （2）基本微分运算电路存在的问题 7.2.4 对数和指数运算电路 7.3 模拟乘法器 7.3.2 模拟乘法器在运算电路中的应用 2. 平方根运算电路 3. 除法运算电路 7.2.5 运算电路分析举例 【例7-2】电压-电流变换电路如图7-23所示，试求： （1）负载电流iL和输入电压ui的关系式；若要求iL与负载RL无关，则必须满足什么条件？ （2）如果已知： ， ， ， 。输入电压 ，求负载电流和输出电压的值。 解：（1） iL与负载RL无关 解：（2） 【例7-3】图7-24所示电路是由三个集成运算组成的测量放大器，它同时具有较高的输入电阻和较高的电压增益，在测量，数据采集和工业控制等方面得到广泛应用。 （1）若R1=2KΩ，R3= Rf =20KΩ，R2= 100KΩ，试求该电路的电压放大倍数。 （2）若 , ，求输出电压的值。 解：（1） 解：（2） 【例7-4】图7-25所示电路是一个采用自举结构的高输入阻抗的反相比例运算电路。试求 (1)电路输入电阻Ri的表达式； (2)若R1=20KΩ，R = 20.2KΩ，输入电阻Ri的值。 解：（1） 若R1=20KΩ，R = 20.2KΩ，则 解：（2） 1. 模拟乘法器简介 理想模拟乘法器应具备如下条件： （（1）??两个输入端的输入电阻均为无穷大； （（2）??输出电阻为零； （（3）?k值不随信号幅值和频率的变化而变化； 7.3.1 模拟乘法器的工作原理 2. 变跨导式模拟乘法器 1. 平方运算电路 如果输入信号为正弦波 集成运放的概述 7.1 基本运算电路 7.2 模拟乘法器 7.3 第7章 集成运算放大电路的线性应用 根据集成运放的工作区域，可以将集成运放的应用电路分为两大类：线性应用和非线性应用。 (1)线性应用 集成运放线性应用的特点可归纳如下： ①线性应用的条件是必须引入负反馈，使集成运放工作在线性区。 ②理想集成运放的线性应用电路应同时满足“虚短”和“虚断”。 7.1.1 集成运放的应用分类 集成运放非线性应用时，不存在放大关系，输入端有很微小的变化量，其输出电压不是正向饱和就是负向饱和，饱和电压接近正、负电源电压。 当集成运放处于开环状态或者只引入正反馈时，集成运放工作在非线性区。此时，输出电压与输入差模电压成非线性关系。 (2)非线性应用 只要电路中的集成运放工作在线性区就可以利用“虚短”和“虚断”的概念来进行电路分析。 【例7-1】若图7-1中各电路的集成运放均为理想集成运放，试判断电路是否满足“虚短”条件。 判断集成运放是否满足“虚短”条件，首先要看电路中是否引入负反馈。 图7-1 （a） 根据瞬时极性法可判断图7-1（a）电路均引入了负反馈,所以，电路满足“虚短”条件;根据瞬时极性法可判断图7-1（b）电路引入了正反馈。所以，电路不满足“虚短”条件。 图7-1 （b） 图7-1（c）电路中的集成运放工作在开环状态，没有引入了负反馈，所以集成运放工作在非线性区，不满足“虚短”条件。 图7-1 （c） 图7-1 （d） 图7-1（d）电路引入深度负反馈，满足“虚短”条件。 (1)基本电路 7.2.1 比例运算电路 1．反相比例运算电路 输入电阻为 输出电阻为 （1）基本电路 电压跟随器的电压增益Auf = 1，反馈系数F = 1，输入电阻为无穷大，输出电阻为零，常用作阻抗变换器和缓冲器。 （2）电压跟随器 （1）电流-电压变换电路 3．比例运算电路的应用 （2）电压-电流变换电路 1．加法运算电路 （1）反相输入加法运算电路 （2）同相输入加法运算电路 2. 减法运算电路 （1）差动输入的减法电路 利用叠加原理求解： 当ui2=0，ui1单独作用时 当ui1=0，ui2单独作用时 利用叠加原理求解： 当ui3= ui4=0，ui1 和ui2作用时 当ui1= ui2=0，ui3 和ui4作用时 1. 积分运算电路 积分时间常数 ： 若 则 （3）积分运算电路存在的问题 在实际电路中，由