第十三章 具有运算放大器的电路.pptVIP

例6 图所示为一积分器，试验证 与 之间的关系是积分关系。 所以： 于是： 等式两侧同时积分，得： 解： 因为： 所以： 又因： 　　如交换电路中R与C的位置，可证明它们将实现一微分器。 所以： 与 之间的关系是一积分关系。 13.3含理想运算放大器电路的节点分析法 　上一节对一些由单个运算放大器构成的简单电路用虚断路和虚短路的规则进行了分析，但在实际工程中所遇到的电路要复杂得多，电路中所包含的运算放大器也可能有多个，此时仅仅依靠这两条规则就难以胜任，如将节点法和两条规则相结合则可有效地解决此类问题。 　　下面通过实例介绍如何运用节点法来分析含理想 运算放大器的电路。 例7 图示电路含有两个理想运算放大器， 求 节点1： 节点2： 解 列节点电压方程 节点1 ： 节点2： 因为： 所以上述二方程变为： 消去 可得： 　在上例中共有5个独立节点，但未对节点3、4、5列节点电压方程，其原因是： 1. 为已知量，不须列方程。 2. 节点4、5分别在两理想运算放大器的输出端， 所以不宜对这些节点列节点电压方程。 而理想运算放大器的输出电导为无穷大， 实际上即使不对这些节点列方程，也不影响电路 的分析求解。 * * * * 第13章 具有运算放大器的电路 概 述 运算放大器是一种多端元件，应用广泛； 主要介绍运算放大器电路模型、理想条件下的外部特性、电路的分析方法，以及经典电路介绍。 13.1 运算放大器的电路模型 13.2 由理想运算放大器构成的运算电路 13.3 含理想运算放大器电路的节点分析法 13.4 负阻抗变换器 13.5 回转器 13.1 运算放大器的电路模型 一、运算放大器 1、构成：由多晶体的集成电路构成。 2、作用： （3）配以适当的外电路，可以构成新的电路器件（回转器、负阻抗变换器）。 （1）电压放大（A=1000----1000000）； （2）配以适当的外部反馈网络，又能实现加、 减、乘、除、微分、积分等运算； 3、电路模型： ：在“＋”端和地之间的输入电压，称为同相输入端。 ：在“- ”端和地之间的输入电压，称为反相输入端。 ：运算放大器的输出端。 4、输入接线方式 （1）差动输入方式： 同时输入信号， （2）同相输入方式： 接地， 输入信号。 接地， 输入信号。 （3）反相输入方式： 运算放大器的工作范围可分为三段： 之间的关系是一条过原点的直线， 时：输出电压分别为确定值 。 时： 该段称为运算放大器的线性工作段。 二、特性曲线 由运算放大器的特性曲线可知，当运算放大器工作在线性工作段时，输出电压与差动输入电压之间的关系是一线性关系，因此相应的数学表达式为: A：运算放大器的开环（无外部反馈网络的情况）电压放大倍数。它是运算放大器的一个重要参数，其值越大越好，通常介于103和106之间。 由于同相输入方式和反相输入方式是差动输入方式的特例，所以由上式即可得同相输入和反相输入情况下输出电压与输入电压之间的数学关系，即分别为： 以上三式仅适用于运算放大器的开环工作情况，当运算放大器处于闭环工作状况（有外部反馈网络）时，对运算放大器的分析可采用如图13-3所示的电路模型。 ：运算放大器的输入电阻，输入电 阻越大越好，其值一般大于 。 ：运算放大器的输出电阻，输出电阻 越小越好，其值一般为几百欧。 三、等效电路 理想运算放大器： 例 图示为一反相放大器，其中： 求闭环电压放大倍数 解 以节点0为参考节点， 对节点1、2列出如下 节点电方程 ： 注意到： 于是上述方程可整理成如下形式： 从上述方程中解得 为： 于是闭环电压放大倍数为： 代入数据，得： 13.2由理想运算放大器构成的运算电路 由于运算放大器的开环放大倍数和输入电阻越大越好，输出电阻越小越好，因此理想的运算放大器应满足： 理想运算放大器的电路模型如图所示： 两条规则： 利用该图模型可分析含理想运算放大器的电路， 1. 虚断路 因为 ， 所以，两输入端之间相当 于断路，称为虚断路， 于是流入同相输入端和反 相输入端的电流均为零。 2. 虚短路 因为 而 为有限值，所以必须有 故两输入端之间又相当于短路称为虚短路。 两条规则： 　　上述规则给分析含理想运算放大器的运算电路带 来了极大的便利，下面利用此规则介绍一些典型的运 算电