含運放的電阻電路分析課件

1、53 含運放的電阻電路分析一、電壓跟隨器 圖513(a)所示電壓跟隨器是一種最簡單的運放電路。 下面采用理想運放線性模型分析幾種常用的運放電路。圖51353 含運放的電阻電路分析一、電壓跟隨器 工作于線性區(qū)的理想運放，其差模輸入電壓ud=0，根據(jù)KVL可求得輸出電壓uo與輸入電壓源電壓uin的關(guān)系 它等效于增益為 l的VCVS圖(b)。該電路的輸出電壓uo將跟隨輸入電壓uin的變化，故稱為電壓跟隨器。 圖513 工作于線性區(qū)的理想運放，其差模輸入電壓ud= 由于該電路的輸入電阻Ri為無限大(uin=0)和輸出電阻Ro為零，將它插入兩個雙口網(wǎng)絡(luò)之間(圖514)時，既不會影響網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移特性，又能對

2、網(wǎng)絡(luò)起隔離作用，故又稱為緩沖器。 圖514 由于該電路的輸入電阻Ri為無限大(uin=0二、反相放大器 利用理想運放輸入端口的虛短路特性(i-=i+=0)，寫出電路中結(jié)點的KCL方程 解得 圖515二、反相放大器 利用理想運放輸入端口的虛短路 當(dāng)RfR1時，輸出電壓的幅度比輸入電壓幅度大，該電路是一個電壓放大器。式（512）中的負(fù)號表示輸出電壓與輸入電壓極性相反，故稱為反相放大器。 例如, R1=1k,Rf=10k, uin(t)=8cost mV時，輸出電壓為 當(dāng)RfR1時，輸出電壓的幅度比輸入電壓幅度三、同相放大器 利用理想運放的虛短路特性，寫出圖示電路中結(jié)點的KCL方程 解得 圖516三

3、、同相放大器 利用理想運放的虛短路特性，寫出 由于輸出電壓的幅度比輸入電壓的幅度大，而且極性相同，故稱為同相放大器。 例如R1=1k,Rf=10k, uin(t)=8cost mV時，輸出電壓為 由于輸出電壓的幅度比輸入電壓的幅度大，而且極在幻燈片放映時，請用鼠標(biāo)單擊圖片放映錄像。在幻燈片放映時，請用鼠標(biāo)單擊圖片放映錄像。四、加法運算電路 利用理想運放的虛短路特性，寫出圖示電路中結(jié)點的KCL方程 圖517四、加法運算電路 利用理想運放的虛短路特性， 當(dāng)R1=R2=R時，上式變?yōu)?該電路輸出電壓幅度正比于兩個輸入電壓之和，實現(xiàn)了加法運算。當(dāng)R3 R1=R2時，還能起反相放大作用，是一種加法放大電

4、路。 解得 當(dāng)R1=R2=R時，上式變?yōu)?在幻燈片放映時，請用鼠標(biāo)單擊圖片放映錄像。在幻燈片放映時，請用鼠標(biāo)單擊圖片放映錄像。五、負(fù)阻變換器 用外加電源法求出 a、b兩端的VCR關(guān)系, 從而求得輸入電阻Rab。利用理想運放的虛短路特性，再用觀察法列出 圖518五、負(fù)阻變換器 用外加電源法求出 a、b兩端 得到 代入KVL方程 解得 當(dāng)R1=R2時 得到 代入KVL方程 例如R1=R2=1k, Rf=10k, Usat=10V，且運放輸入端ab兩點間電壓u0.5V時，Rab=-10k。 上式表明該電路可將正電阻Rf變換為一個負(fù)電阻。為了實現(xiàn)負(fù)電阻，要求運放必須工作于線性區(qū)，即 ， 由式(515)

5、可求得負(fù)電阻上的電壓應(yīng)滿足 例如R1=R2=1k, Rf=10k, 例55 圖519(a)電路中的運放工作于線性區(qū)，試用疊加定 理計算輸出電壓uo。 解：工作于線性區(qū)的運放模型是線性電阻元件，可以應(yīng)用疊加定理。 圖(b)是一個反相放大器，求得 圖(c)是一個同相放大器電路，求得 該電路的輸出正比于兩個電壓之差，是一個減法放大電路。 例55 圖519(a)電路中的運放工作于線性區(qū)，試用 XT5-14 circuit data 元件 支路 開始 終止 控制 元 件 元 件 類型 編號 結(jié)點 結(jié)點 支路 符 號 符 號 V 1 1 0 Us1 OA 2 1 2 3 3 0 R 4 2 0 Rf R

6、5 2 3 R1 R 6 3 4 R1 R 7 4 6 Rf V 8 5 0 Us2 OA 9 4 5 10 6 0 獨立結(jié)點數(shù)目 = 6 支路數(shù)目 = 10 - 結(jié) 點 電 壓 , 支 路 電 壓 和 支 路 電 流 - RfUs2+R1Us2-R1Us1-RfUs1 V6 = - R1 - 獨立電源 V 1 = Us1 單獨作用 - -R1-Rf V6 /Us= - R1 - 獨立電源 V 8 = Us2 單獨作用 - Rf+R1 V6 /Us= - R1 * 符 號 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 程 序 ( SNAP 2.11 ) 成電 七系-胡翔駿 *習(xí)題5-14514 電路中的運放工作于線性區(qū)，試用疊加定理求輸出電壓的表達(dá)式。 XT5-14 circuit data 在幻燈片放映時，請用鼠標(biāo)單擊圖片放映錄像。在幻燈片放映時，請用鼠標(biāo)單擊圖片放映錄像。名 稱時間名 稱時間1鐵心變壓器的電壓波形5:012鐵心變壓器的電壓電流關(guān)系2:403鐵心變壓器變比的測量2:354鐵心變壓器的電阻變換1:355鐵心變壓器的阻抗匹配2:146鐵心變壓器的頻率特性4:057ACDC變換器2:488運算放大器實驗1:569運放加法電路2:5310運放減法電路2:0811