华中科技大学模拟电子技术 02-2.PPT

2.4 同相输入和反相输入放大电路的其他应用 2.4.1 求差电路 2.4.2 仪用放大器 2.4.3 求和电路 2.4.4 积分电路和微分电路 双输入电路。 运算电路。 2.4.1 求差电路(差分电路） 1.电路分析 同相+反相双输入 属于差分输入 输入信号不以公共端为参考地 从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。 2.4.1 求差电路(差分电路） 2.输入信号分析 当同相输入增加时 输出增加 当反相输入增加时 输出减少 当反相输入减少时 输出增加 2.4.1 求差电路(差分电路） 得下图： 3.增益计算 根据虚短、虚断 由虚短得： 由上面支路电流相等得： 由下面支路电流相等得： 2.4.1 求差电路(差分电路） 能用反相输入和同相输入叠加求出结果吗？ 3.增益计算 联立方程求解： 2.4.1 求差电路(差分电路） 4.用叠加原理求增益 仅有同相输入时 vi1=0 仅有反相输入时 vi2=0 2.4.1 求差电路 从放大器角度看 增益为 （该电路也称为差分电路或减法电路） 2.4.1 求差电路 5.求输入电阻： 输入电压为： 根据虚短和虚断的概念有 vp≈vn， ii＝0 当R4=R3， 输入电阻有限 受反相端影响？ 2.4.1 求差电路 一种高输入电阻的差分电路 输入加同相放大改善输入电阻？ Ri=？ 应用叠加法！ Ri由于vi1端口阻抗大可视为与vi2端口的串联，故输入电阻很大。 2.4.2 仪用放大器 电路分析： 和前一电路比较？ 增加了一A2 2.4.2 仪用放大器 电路分析： A1和A2是两个什么电路？ 两个同相放大器 A1和A2的输出对A3来说是什么信号？ 对A3是差分输入信号 A3电路以前见过没有？ 刚讲过的求差电路 给该电路一个总结： 好处是什么： 输入电阻大，增益大 A3的求差电路输入采用两个同相输入电路 2.4.2 仪用放大器 计算电路的增益： 由 虚断引起的 2.4.2 仪用放大器 另一求法： 对称电路，将R1从中断开成两个R1/2,中点为参考点 得： 仪用放大器的特点： 差动输入 双同相输入，输入电阻大。 两级放大，电压增益大。 2.4.3 求和电路 根据虚短、虚断和n点的KCL得： （该电路也称为加法电路） 也可以用叠加原理 最好不要用于做题只用于验证 结果是反向的，如何改成同向的。 ☆ 减法电路 第一级反相比例 第二级反相加法 （1）利用反相信号求和以实现减法运算 即 （减法运算） （2）利用差分式电路以实现减法运算 反一次为负反两次为正 2.4.4 积分电路和微分电路 1. 积分电路 式中，负号表示vO与vI在相位上是相反的。 根据“虚短”，得 根据“虚断”，得 设电容器C的初始电压为零，则 （积分运算） 第3次课 2.4.4 积分电路和微分电路 当vI为阶跃电压时，有 vO与 t 成线性关系 1. 积分电路 2.4.4 积分电路和微分电路 以电容充放电特性分析： 当阶跃输入刚加载上的零时刻。 电容两端的电压不能突变。故输出为零 由于是反相放大，故充电曲线是向下变化。 2.4.4 积分电路和微分电路 以电容充放电特性分析： vI vo 比较类似电路 恒流充电，充电为直线。 充电为指数曲线。 积分电路的特点：是一种控制电量随时间缓升缓降的电路，直线升降，必须用放大器。 比较RC电路也是一种缓升降电路，指数升降，不一定用放大器。 对称电阻减少运放输入端的直流漂移。 避免输入为零，而输出不为零时，产生积分作用。 应用举例： 1、输入方波，输出是三角波。（波形转换） 2.4.4 积分电路和微分电路 2. 微分电路 将矩形波变换为尖顶脉冲波。 当vI为方波电压时: 输出为反相尖脉冲 若输入： 则： 由： 上式表明： vo滞后90°，输出幅度随频率增加而增加。 微分电路对高频噪声特别敏感。 指数和对数运算电路( 略） end 指数 对数 不是很好的放大器 开环运放： 增益很大， 万倍以上， 传输特性很陡峭， 只能放大很小的信号， 而且增益不能调整， 稳定性差， 加上闭环后， 用输入经过放大后产生的输出引回部分到输入端， 使得放大器的净输入减少， 从而使输出减少， 即使增益减少， 使得放大电路可以放大较大的信号。 根据推出的虚短虚断概念， 这种加了反馈的放大器， 求得的增益由外接电阻的比值确定， 而电阻阻值的调整很容易， 因而增益调整很容易， 可以设计放大器放大不同范围的信号； 反馈放大电路可以用于各种信号的放大。 增益由电阻比值决定， 与放大器开环增益无关， 增益稳定性大大提高， 输出稳定性大大提高。 vi=Vid=vp-vn vo 差分输入的传输特性 同相放大电路的传输特性 vi=vp