《模拟电子技术基础》(第四版)详解

7.集成运放在模拟运算方面的应用理想运放工作在线性区理想运放1.“虚断路”原则+iiui对于理想运放rid相当于两输入端之间短路uiiirid=对于理想运放u–u+相当于两输入端之间断路uOii0Aodui0,rid,2.“虚短路”原则理想运放工作在线性区的分析依据+uo=ui–u–=uAod+uiuO++––工作在线性区理想运放工作在线性区的必要条件：必须引入深度负反馈。理想运放工作在线性区满足虚短虚断深度负反馈满足虚短虚断肯定有负反馈uiuoiiifRFR1R2=R1//RF1.比例运算电路虚断虚短uiii=—–R1uif=–—oRFii=ifRF引入电压并联负反馈故有：uo=uiRFR11.反相比例运算电路若RF=R1，则uo=-ui该电路称反相器R2PNuu0平衡电阻共模输入信号:2PNicuuuPu0减小失调电流的影响差模输入信号?uiuoiiifRFR1R2虚短虚断uii=—iR1例:反相比例运算电路R3R4设:RFR4,求Auf解：R4R3R4+uo=–RF1if=ii由RFR4,有：Auf==–R1RF(1+)R4R3uiuouo'uo=R4R3R4+uo得'uoif=–RF'RFRR12uiuouf2.同相比例运算电路虚断虚短故有：RF引入电压串联负反馈R2=R1//RF平衡电阻PNuuiuofNuRRRu11PfouRRRu11同相比例运算共模输入信号:2PNicuuuPuiu要求KCMR很大的运放ifuRRR11uiuo同相跟随器uo=uiRF若RF=0，运算关系不变1RFRRR//12FRR2=RFu=–(++)ui2oui1ui3RFRFRFR1R2R32.反相加法运算电路F1uo3Pui1ui3ui2i1i2i3ifＲＲＲＲＲ2RP=R1//R2//R3//RF3减法运算电路应用叠加定理进行分析-ui1=1+ui2uoRFR1R2+R3R3RFR1uoRFR1R2R3ui1ui2i11FouRRu'-R2//R3=R1//RF02iu设时01iu设时PFouRRu)1(123231)1(iFuRRRRR2121FFiiRRuuRR-运放工作在线性区应用举例：试求uo与ui1,ui2的关系11ui121132212uof1uRRRRRRRi2f2uo11312o1f2i2f2ouRRuRRu--=—–•—––—uoui1ui211RRRRRR1312f1f2f211111ifouRRu-求uo(ui1,ui2)的关系1Aiuu2Biuu2ABuuiR-122iiuuR-12122oouuRR-1fooRuuR-2(1)foPRuuR2(1)ffofRRuRRR2foRuRooouuu12()fooRuuR--11222(1)()fiiRRuuRR--122(1)fidRRuRR-１ui1.积分运算电路CFuoＲＲ24积分和微分运算电路虚断虚短uii=——iR1iC=iiiCuCduCdtCF—–iC=uO=–uC可得=–——–uoR1CF１uidt∫1cFXC只在输入ui为正弦才成立永远成立CF比耦合电容小3个数量级,比极间电容大CF在中频起作用则:)t(tCRU12F1i--uiuott00t1t2Ui注意:uoUom)(1)(010tudtuCRtuottiFo-设0)0(ou反相积分电路１uiCFuoＲＲ2虚断虚短uii=——iR1iC=iiiCuCuO=–uC可得1cFXC若输入ui为正弦信号cccjuiXCoFiujC-1iFujRC-cFjuC=–——–uoR1CF１uidt∫uuOi2.微分运算电路C1duidtuo=–RFC1–—uouiＲＲF由于微分和积分互为逆运算，将电容与电阻位置对调即可。输出与输入的关系式为若输入为方波则输出波形为++--A1A2uiuouo1R1R1R3R32R2Ciii1i21.求ui,ii的关系２.求电路输入阻抗表达式，说明该电路有何功能111iouuiR-12iiii12oiuu21iouuiR-1212oouudtRC-121iiiudtRRC1211iiiuRRCj12iiiuzjRRCi1iuR-133oiiuuuRR-1oiuiR-21iudtRC-回转器单电源运放（微型话筒前置放大器）C1,C2为耦合电容，求静态输出及交流放大倍数＋－+5VuＯui1M50k1M3.3MC1C２＋－+5VUO1M1M3.3M1513.3PUVONPUUU＋－uoui1M50k1M3.3M1(1)50oPMuuK1(1)50iMuK＋－uouiR3R2R1R4C2C3求uo，ui的关系i1AB11iuiR20AuR-233()BoABBuuduuduCCdtdtR--21()iABuduuCRdt-消掉uA,uBC2C3比耦合电容小3个数量级,比极间电容大作业:7.8(7.6),7.10(7.7)7.11(7.8),7.12(7.9),7.13(7.10),7.14(7.11),7.18(7.15),7.19(7.16)