版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、52 運(yùn)算放大器的電路模型運(yùn)算放大器的電路模型 一、運(yùn)算放大器一、運(yùn)算放大器 運(yùn)算放大器簡稱運(yùn)放,是一種多端集成電路,通常由運(yùn)算放大器簡稱運(yùn)放,是一種多端集成電路,通常由數(shù)十個晶體管和一些電阻構(gòu)成。現(xiàn)已有上千種不同型號的數(shù)十個晶體管和一些電阻構(gòu)成?,F(xiàn)已有上千種不同型號的集成運(yùn)放,是一種價錢低廉、用途廣泛的電子器件。早期,集成運(yùn)放,是一種價錢低廉、用途廣泛的電子器件。早期,運(yùn)放用來完成模擬信號的求和、微分和積分等運(yùn)算,故稱運(yùn)放用來完成模擬信號的求和、微分和積分等運(yùn)算,故稱為運(yùn)算放大器。如今,運(yùn)放的運(yùn)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越運(yùn)算的范圍。為運(yùn)算放大器。如今,運(yùn)放的運(yùn)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越運(yùn)算的范圍。它在通訊、控制和丈量等
2、設(shè)備中得到廣泛運(yùn)用。它在通訊、控制和丈量等設(shè)備中得到廣泛運(yùn)用。 運(yùn)放器件的電氣圖形符號如圖運(yùn)放器件的電氣圖形符號如圖(a)所示。運(yùn)放在正常任所示。運(yùn)放在正常任務(wù)時,需將一個直流正電源和一個直流負(fù)電源與運(yùn)放的電務(wù)時,需將一個直流正電源和一個直流負(fù)電源與運(yùn)放的電源端源端E+和和E-相連相連圖圖(b)。兩個電源的公共端構(gòu)成運(yùn)放的外。兩個電源的公共端構(gòu)成運(yùn)放的外部接地端。部接地端。圖圖57 運(yùn)放與外部電路銜接的端鈕只需四個:兩個輸入端、運(yùn)放與外部電路銜接的端鈕只需四個:兩個輸入端、一個輸出端和一個接地端,這樣,運(yùn)放可看為是一個四端一個輸出端和一個接地端,這樣,運(yùn)放可看為是一個四端元件。圖中元件。圖中i
3、-和和i+分別表示進(jìn)入反相輸入端和同相輸入端的分別表示進(jìn)入反相輸入端和同相輸入端的電流。電流。io表示進(jìn)入輸出端的電流。表示進(jìn)入輸出端的電流。u-、u+和和uo分別表示反分別表示反相輸入端、同相輸入端和輸出端相對接地端的電壓。相輸入端、同相輸入端和輸出端相對接地端的電壓。ud=u+-u-稱為差模輸入電壓。稱為差模輸入電壓。 運(yùn)放任務(wù)在直流和低頻信號的條件下,其輸出電壓與運(yùn)放任務(wù)在直流和低頻信號的條件下,其輸出電壓與差模輸入電壓的典型轉(zhuǎn)移特性曲線差模輸入電壓的典型轉(zhuǎn)移特性曲線uo=f(ud)如下圖。該曲如下圖。該曲線有三個明顯的特點(diǎn):線有三個明顯的特點(diǎn):圖圖58 1uo和和ud有不同的比例尺度:
4、有不同的比例尺度:uo用用V; ud用用mV。 2.在輸入信號很小在輸入信號很小(|ud|)的區(qū)域,曲線的區(qū)域,曲線f(ud)飽和于飽和于uo=Usat。Usat稱為飽和電壓,其量值比電源電壓低稱為飽和電壓,其量值比電源電壓低2V左右,例如左右,例如E+=15V, E-=-15V,那么,那么+Usat=13V,-Usat =-13V左右。任務(wù)于飽和區(qū)的運(yùn)放,其輸出特性與電壓源類似。左右。任務(wù)于飽和區(qū)的運(yùn)放,其輸出特性與電壓源類似。 綜上所述,運(yùn)放在直流和低頻運(yùn)用時,其端電壓電流綜上所述,運(yùn)放在直流和低頻運(yùn)用時,其端電壓電流方程為:方程為:)75( )(doBB ufuIiIi 式中式中IB-和
5、和IB+是反相輸入端和同相輸入端的輸入偏置是反相輸入端和同相輸入端的輸入偏置電流,其量值非常小,通常小于電流,其量值非常小,通常小于10-7A,可以近似以為等,可以近似以為等于零。于零。uo=f(ud)是輸出電壓是輸出電壓uo對差模輸入電壓對差模輸入電壓ud的轉(zhuǎn)移特的轉(zhuǎn)移特性。下面引見運(yùn)算放大器的兩種電路模型。性。下面引見運(yùn)算放大器的兩種電路模型。二、有限增益的運(yùn)算放大器模型二、有限增益的運(yùn)算放大器模型 有限增益運(yùn)放模型的符號和轉(zhuǎn)移特性曲線如圖有限增益運(yùn)放模型的符號和轉(zhuǎn)移特性曲線如圖5-9所示。所示。 圖圖59 由于實(shí)踐運(yùn)放的輸入電流非常小,可以以為由于實(shí)踐運(yùn)放的輸入電流非常小,可以以為i-=
6、i+=0,這意味著運(yùn)放的輸入電阻為無限大,相當(dāng)于開路。圖這意味著運(yùn)放的輸入電阻為無限大,相當(dāng)于開路。圖59(b)所示轉(zhuǎn)移特性曲線是圖所示轉(zhuǎn)移特性曲線是圖58實(shí)踐運(yùn)放轉(zhuǎn)移特性曲線的實(shí)踐運(yùn)放轉(zhuǎn)移特性曲線的分段線性近似。有限增益運(yùn)放模型可以由以下方程描畫:分段線性近似。有限增益運(yùn)放模型可以由以下方程描畫: )b85( 0)a85( 0 ii)c85( | dsatodsatoddo uUuuUuuAuu 有限增益模型可以任務(wù)于三個不同的區(qū)域時,其電路有限增益模型可以任務(wù)于三個不同的區(qū)域時,其電路模型,分別如圖模型,分別如圖(a)、(b)、(c)所示。所示。 1 線性區(qū)線性區(qū) 當(dāng)當(dāng)|ud|時,時,uo
7、=+Usat,運(yùn)放的輸出端口等效于一個,運(yùn)放的輸出端口等效于一個直流電壓源,如圖直流電壓源,如圖(b)所示。所示。 3負(fù)飽和區(qū)負(fù)飽和區(qū) 當(dāng)當(dāng)ud-時,時,uo=-Usat,運(yùn)放的輸出端口等效于一個,運(yùn)放的輸出端口等效于一個直流電壓源,如圖直流電壓源,如圖(c)所示。所示。圖圖510三、理想運(yùn)算放大器模型三、理想運(yùn)算放大器模型 實(shí)踐運(yùn)放的開環(huán)電壓增益非常大實(shí)踐運(yùn)放的開環(huán)電壓增益非常大(A=105108),可以近似以為可以近似以為A=和和=0。此時。此時,有限增益運(yùn)放模有限增益運(yùn)放模型可以進(jìn)一步簡化為理想運(yùn)放模型。理想運(yùn)放模型可以進(jìn)一步簡化為理想運(yùn)放模型。理想運(yùn)放模型的符號如圖型的符號如圖(a)所
8、示,其轉(zhuǎn)移特性曲線如圖所示,其轉(zhuǎn)移特性曲線如圖(b)所所示。示。 圖圖511 理想運(yùn)放模型可由以下方程描畫理想運(yùn)放模型可由以下方程描畫:)b95( 0)a95( 0 ii)c95( 0 0 0 dsatodsatodosat uUuuUuuUuUsat 理想運(yùn)放模型任務(wù)于線性區(qū)、正飽和區(qū)和負(fù)飽和區(qū)相理想運(yùn)放模型任務(wù)于線性區(qū)、正飽和區(qū)和負(fù)飽和區(qū)相應(yīng)的電路模型,分別如圖應(yīng)的電路模型,分別如圖(a)、(b)、(c)所示。所示。 圖圖512 上式闡明該理想運(yùn)放的輸入端口既像一個開路上式闡明該理想運(yùn)放的輸入端口既像一個開路i-=i+ =0,又像一個短路,又像一個短路(ud=0),這可等效為一個電流為零的
9、,這可等效為一個電流為零的特殊短路,因此,該模型又稱為虛短路模型。當(dāng)輸入電壓特殊短路,因此,該模型又稱為虛短路模型。當(dāng)輸入電壓ud=0時,輸出電壓時,輸出電壓uo可以為可以為-Usat到到+Usat間的任何量值。間的任何量值。此時,理想運(yùn)放的模型為一個增益為無限大的電壓控制電此時,理想運(yùn)放的模型為一個增益為無限大的電壓控制電壓源壓源(VCVS)。 )c105( 0)b105(0 )a105(0 d uuuii 任務(wù)于線性區(qū)的理想運(yùn)放模型可以由以下方程描畫任務(wù)于線性區(qū)的理想運(yùn)放模型可以由以下方程描畫 名名 稱稱時間時間 名名 稱稱時時間間1 1鐵心變壓器的電壓波形鐵心變壓器的電壓波形5:012 2鐵心變壓器的電壓電流關(guān)系鐵心變壓器的電壓電流關(guān)系2:403 3鐵心變壓器變比的丈量鐵心變壓器變比的丈量2:354 4鐵心變壓器的電阻變換鐵心變壓器的電阻變換1:355 5鐵心變壓器的阻抗匹配鐵心變壓器的阻抗匹配2:146 6鐵心變壓器的頻率特性鐵心變壓器的頻率特性4:057 7ACACDCDC變換器變換器2:488 8運(yùn)算放大器實(shí)驗(yàn)運(yùn)算放大器實(shí)驗(yàn)1:569 9運(yùn)放加法電路運(yùn)放加法電路2:531010運(yùn)放減法電
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 滬科版八年級數(shù)學(xué)上冊專項(xiàng)素養(yǎng)綜合練(七)證明兩個三角形全等的常考模型課件
- 北師大版八年級生物上冊第6單元生命的延續(xù)第20章素養(yǎng)綜合檢測課件
- 魚塘租賃合同范本
- 七年級第七單元語法及課文
- 課型初二年級語法課
- 化 學(xué)物質(zhì)組成的表示第一課時 2024-2025學(xué)年九年級化學(xué)人教版2024上冊
- 山東省滕州市滕東中學(xué)2024-2025學(xué)年九年級上學(xué)期期中監(jiān)測化學(xué)試題
- 青島版三年級下冊科學(xué)備課
- 門頭設(shè)計(jì)安裝合同模板
- 英國員工合同模板
- JT-T-1066-2016綜合客運(yùn)樞紐換乘區(qū)域設(shè)施設(shè)備配置要求
- 永久基本農(nóng)田儲備區(qū)劃定技術(shù)方案
- 鄉(xiāng)村綠地設(shè)計(jì)方案說明
- 醫(yī)院實(shí)習(xí)動員大會
- 大學(xué)生吸煙調(diào)查報(bào)告課件
- 精致的利己主義
- 北京市商業(yè)地產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀
- 狹縫式涂布機(jī)行業(yè)報(bào)告
- 摩托車電動化技術(shù)方案
- 新媒體視覺設(shè)計(jì)之新媒體視覺設(shè)計(jì)基本原則
- 2024發(fā)電企業(yè)智慧電廠智慧安防技術(shù)方案
評論
0/150
提交評論