1、反相比例运算电路.ppt

文档介绍：计算机电路基础上海第二工业大学计算机与信息学院上海第二工业大学计算机与信息学院第四章集成运算放大器及信号处理电路第4章集成运算放大器及信号处理电路 集成运算放大器的基本概念集成运算放大器的基本概念 集成运算放大器的线性应用集成运算放大器的线性应用 滤波的概念和基本滤波电路滤波的概念和基本滤波电路 电压比较电路电压比较电路退出退出 运算放大器的基本概念运算放大器的基本概念 运算放大器的指标 运算放大器在线性状态下的工作退出 运算放大器在非线性状态下的工作 运算放大器的基本概念在分析集成运放的各种应用电路时,常常将其中的集成运放看成是一个理想运算放大器。所谓理想运放就是将集成运算放大器的各项技术指标理想化,即具有如下参数: 开环差模电压增益 A od=∞; 差模输入电阻 r id=∞; 输出电阻 r o=0; 共模抑制比 K CMR=∞; -3dB 带宽 f H=∞; 输入失调电压 U IO、失调电流 I IO、输入偏置电流 I IB 以及他们的温漂均为零等等。 集成运算放大器在线性状态下的工作当工作在线性区时,集成运放的输出电压与两个输入端的电压之间存在着线性放大关系,即( ) 式中 u o是集成运放的输出端电压; u +和u -分别是其同相输入端和反相输入端的电压; A od是其开环差模电压增益。)( uuAu od o1)理想集成运放的差模输入电压等于零由于集成运放工作在线性区,故输出、输入之间符合式() 所示的关系式。而且,因理想运放的 A od=∞,所以由式() 可得即 () 上式表示运放同相输入端与反相输入端两点的电压相等,如同将该两点短路一样。但是该两点实际上并未真正被短路,只是表面上似乎短路了,因而是虚假的短路,所以将这种现象称为“虚短”。- Aod + u +i + i -u - u O 0 od oA uuu 0od oA uuu2)理想集成运放的输入电流等于零由于理想集成运放的差模输入电阻 r id=∞,因此在其两个输入端均没有电流, 即 () 此时,运放的同相输入端和反相输入端的电流都等于零,如同该两点被断开了一样,这种现象称为“虚断”。“虚短”和“虚断”是理想运放工作在线性区时的两个重要结论。这两个重要结论常常作为今后分析许多运放应用电路的出发点,因此必须牢牢记住并掌握。 0ii3、运算放大器在非线性状态下的工作如果运放的工作信号超出了线性放大的范围,则输出电压不会再随着输入电压的增长线性增长,而将进入饱和状态,集成运放的传输特性如图 所示。 1)理想集成运放输出电压 u O的值只有两种可能理想特性实际特性 u OO OPP +U OPP - U u +- u - 非线性区非线性区线性区运放输出分别等于运放的正向最大输出电压+ U OPP,或等于其负向最大输出电压- U OPP,如图 中的粗线所示。当u +>u -时, u O=+U OPP 当u +<u -时, u O=- U OPP() 在非线性区内,运放的差模输入电压(u +-u -)的值可能很大,即 u +≠u -。也就是说,此时, “虚短”现象不复存在。 2)理想集成运放的输入电流等于零在非线性区,虽然运放两个输入端的电压不等, 即u +≠u -, 但因为理想运放的 r id=∞, 故仍可认为此时的输入电流等于零, 即 () 实际的集成运放的 A od ≠∞, 因此当 u +与u -的差值比较小,且能够满足关系 A od (u +-u -)﹤|U OPP | 时,运放应该仍然工作在线性范围内。实际运放的传输特性如图 中细线所示。但因集成运放的A od值通常很高,所以线性放大的范围是很小的。 0ii