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* * 南京理工大学 电 路 第5章 运算放大器 5.1 运算放大器概述 5.2 运算放大器构成的比例器 5.3 运算放大器典型电路分析 目 录 运放与外部电路连接的端钮只有四个：两个输入端、一个输出端和一个接地端，这样，运放可看为是一个四端元件。u-、u+和uo分别表示反相输入端、同相输入端和输出端相对接地端的电压。ud=u+-u-称为差模输入电压。 5.1 运算放大器概述 + _ A _ a . . . . . . . . b o E+ E- + _ ub ua + uo + _ a端：反相输入端：在o端输出时相位相反. 电 路 符 号 b端：同相输入端：在o端输出时相位相同. o端：输出端. A：电压放大倍数，也称作“电压增益”. 5.1 运算放大器概述 Ri ：输入电阻很大 电 路 模 型 A很大 Ro：输出电阻很小， . . Ri A(ub- ua) . . Ro a b o + _ uo + _ . ub + _ ua + _ 理想运放理想化条件： 5.1 运算放大器概述 理想状态下， “虚断”, 电流可以为0，但不能 把支路从电路里断开. , “虚短”, 但不能在电路中将a、b 两点短接. “虚断”和“虚短”的概念，是分析含理想运放电路的基础. . . Ri A(ub- ua) . . Ro a b o + _ uo + _ . ub + _ ua + _ ia ib 5.1 运算放大器概述 常 用 接 法 “虚地”：可把a点电位用0代入，但不能直接作接地处理. 理想化： + _ A a . . . . . b o 5.1 运算放大器概述 （1）反相放大器 利用理想运放输入端口的“虚断”、“虚短”特性分析： 5.2 运算放大器构成的比例器 + _ . . . . . . . Rf R1 + _ + _ ui uo a b i1 i2 （2）同相放大器 利用理想运放的“虚短”、“虚断”特性分析： 5.2 运算放大器构成的比例器 + _ . . . . . . . Rf R1 + _ + _ ui uo a b i1 i2 几种常用运放电路分析 （1）电压跟随器 图示为电压跟随器，是一种最简单的运放电路. 显然，该电路的输出电压uo将跟随输入电压ui的变化，故称为电压跟随器。 5.3 运算放大器典型电路分析 + _ a . . . . . . b o + _ ui Uo + _ 由于该电路的输入电阻Ri为无限大和输出电阻Ro为零，将它插入两个双口网络之间时，既不会影响网络的转移特性，又能对网络起隔离作用，故又称为缓冲器. 5.3 运算放大器典型电路分析 （2）缓冲器 (3) 加法运算电路? 5.3 运算放大器典型电路分析 (4) 负阻变换器 5.3 运算放大器典型电路分析 5.3 运算放大器典型电路分析 含理想运放的电路分析 分析方法：节点电压法. 采用概念：“虚断”，“虚短”，“虚地”. 避免问题：对含有运放输出端的节点不予列方程. 求解次序：由最末一级的运放输入端开始，逐渐前移. （7）一般运放电路的分析 例：电路如图所示，求uo/ui。 + _ + _ + _ ? R1 + _ ? ? R2 R3 R4 R5 R6 方法：运用两个规则，结合节点电压方程求解。 注意：不能列写运放输出节点的节点电压方程！ 5.3 运算放大器典型电路分析 例：求电压传输比 + _ + _ R4 . R5 . R3 . . R2 + _ . . . . . Rs Us 1 2 3 4 Uo + _ R1 5.3 运算放大器典型电路分析 5.3 运算放大器典型电路分析 例：电路如图所示，求输入电阻Ri和电流I. _ + + _ R1 R1 R1 R1 R1 R2 a b c d e _ + Ui I * * * * * * * * * * * * * * 南京理工大学 电 路 * * * * * * * * * * * * * * * *