【大學(xué)】含有運(yùn)算放大器的電阻電路

1、一、集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介 是一個(gè)包含許多晶體管的集成電路，電壓放大倍數(shù)(輸出電壓與輸入電壓的比值）很高。 最初主要用于模擬計(jì)算機(jī)，故稱集成運(yùn)算放大器。如今，集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用早已超出模擬計(jì)算的范躊。它象一個(gè)性能很高的晶體管，只要外加少數(shù)幾個(gè)元件，就能方便地完成各種各樣的功能。信號(hào)處理模擬運(yùn)算同相輸入端反相輸入端輸出端正電源負(fù)電源調(diào)零端調(diào)零端A=10u+u- -uo+-+A反相輸入同相輸入輸出端u- -u+uo+15V- -15Vuo=- -Au- -同相輸入：uo=Au+u-u+uo+-+Aud1.輸入情況(1) 若在兩個(gè)輸入端同時(shí)加輸入電壓 u+ 和u-有：uo= A (u+-u-) = A

2、 ud這叫做雙端輸入。ud = u+-u- 稱差動(dòng)電壓。(2) 若只在一個(gè)輸入端加輸入電壓，另一端接地，則稱為 單端輸入。uo+-+Audu-uo+-+Audu+反相輸入：因此也稱差動(dòng)輸入方式。uo /Vud /mVo-Usat-eUsateud105.513uoA=F007：A 105.5 EC =15V Usat 13VuoUsat，不再隨輸入ud的變化而改變運(yùn)放處于飽和狀態(tài)。 A 很大，傳輸特性很陡，運(yùn)放在線性放大狀態(tài)下工作。uo= A udud的變化范圍非常小。工作在線性放大狀態(tài)時(shí)的模型u-u+uo+-+AudRoA(u+-u-)+-uo+-Ri+u-u+-ud+-Ri 是輸入電阻，一

3、般為1031012W。Ro 是輸出電阻，一般為十幾幾百W。用VCVS表示輸入電壓對(duì)uo的控制作用。開環(huán)運(yùn)行：因內(nèi)有完整的多級(jí)放大器，故不需外圍元件，接通電源就能工作。閉環(huán)運(yùn)行：實(shí)用中，必須通過一個(gè)(反饋)網(wǎng)絡(luò)把輸出端與反相端連接起來才行。+-+A+-ui+-uoR1R2i1i2u-+-0R2RoRi-Au-+-uo+-R1+-ui+-u-R11+Ri1+R21u-R21uo=R1ui-u-+Ro1+R21=Ro-Au-un1 = u-，un2 = uo，R21uo消去中間變量 u- 并整理uoui=R1-R211+1+RoR21+R1R2+RiR2A -R2Ro+-+A+-ui+-uoR1R2

4、i1i2u-+-一些高精度的集成運(yùn)放，A可達(dá)107。因A很大，結(jié)果足夠精確，并說明： uoui=R1-R2uiuo =R1-R2(1) 選不同的R1和R2，可獲得不同的比例系數(shù)，或放大倍數(shù)；(2) 集成運(yùn)放性能稍有改變，比例系數(shù)基本不受影響 。0=(u+-u-)= uduoAu-u+uo+-+udi+i-理想運(yùn)放的參數(shù)： A，Ri，Ro= 0 Ri(1) i- = i+ = 0輸入端相當(dāng)于開路(“虛斷”路)。0(2) u+ = u-反相端與同相端相當(dāng)于短路(“虛短”路)。+-+-ui+-uoR1R2i1i20虛地uiR1=uoR2-uiR1=uoR2-+-i+i-+-+ui+-uoR1R20u

5、R1由規(guī)則1：R1、R2為串聯(lián)，由分壓公式：uR1=R1+R2R1uo由規(guī)則2：uR1=ui，uo=R1R1+R2uiuoui=1+R1R2i+i-+-+ui+-uoR1R20+-+ui+-uoiin+-若R2=0R1斷開R1R2+-u1RL+-uo+-u2uouin=1+R1R2+-+A當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，輸出電壓 uo也會(huì)跟著發(fā)生變化。插入緩沖放大后，RL的變化不會(huì)影響 u2 ( = uo )。+-u1+-uoR1Rfi1iu-+-R2i2i3R3+-u2+-u3+-+虛地R1u1+R2u2+R3u3= = -Rfuouo = = -RfR1u1+RfR2u2+RfR3u3若用疊加原理，則可以直接引用反相比例運(yùn)算的結(jié)論。若用結(jié)點(diǎn)電壓法:自導(dǎo) un1=R1u1+R2u2+R3u3+Rf/uo虛地= 0+-+R6R4R1+-+ R2R5R3uouiuo1uiR1+uoR4+uo1R6= 0uiR2+uoR3+uo1R5= 0R5= R6兩式相減uiR1-uiR2 +uoR4-uoR3= 0(G1- G2)ui = (G3 - G4)uououi=(G3- G4)(G1- G2)uS1uo+-+R3+-+-uS2R2R4R1u-u+解：R1uS1-u-=R2u