模拟电路6-基本运算电路.ppt

概述
电子信息系统的组成
信号的
提取
信号的
预处理
信号的
加工
信号的
执行

理想运放的两个工作区
一、理想运放的性能指标
开环差模电压增益 Aod = ∞;
输出电阻 ro = 0;
共模抑制比 KCMR = ∞;
差模输入电阻 rid = ∞;
UIO = 0、IIO = 0、UIO = IIO = 0;
输入偏置电流 IIB = 0;
- 3 dB 带宽 fH = ∞,等等。
理想运放工作区:线性区和非线性区
二、理想运放在线性工作区
输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关系,即
+
Aod
理想运放工作在线性区特点:
1. 理想运放的差模输入电压等于零
即
——“虚短”
—“虚地”
如
(动画avi\8-)
2. 理想运放的输入电流等于零
由于 rid = ∞,两个输入端均没有电流,即
——“虚断”
三、理想运放的非线性工作区
+UOM
uO
u+-u-
O
-UOM
理想特性
图 集成运放的电压传输特性
理想运放工作在非线性区特点:
当 uP > uN时,uO = + UOM
当 uP< uN时, uO = - UOM
1. uO 的值只有两种可能
在非线性区内,(uP - uN)可能很大,即 uP ≠uN。“虚地”不存在
2. 理想运放的输入电流等于零
实际运放 Aod ≠∞,当 uP 与 uN差值比较小时,仍有 Aod (uP - uN ),运放工作在线性区。
例如:F007 的 UoM = ± 14 V,Aod  2 × 105 ,线性区内输入电压范围
uO
uP-uN
O
实际特性
非线性区
非线性区
线性区
但线性区范围很小。
基本运算电路
集成运放的应用首先表现在它能够构成各种运算电路上。
在运算电路中,集成运放必须工作在线性区,在深度负反馈条件下,利用反馈网络能够实现各种数学运算。
基本运算电路包括:
比例、加减、积分、微分、对数、指数
比例运算电路
* R2 = R1 // RF
由于“虚断”,i+= 0,u+ = 0;
由于“虚短”, u- = u+ = 0
——“虚地”
由 iI = iF ,得
反相输入端“虚地”,电路的输入电阻为
Rif = R1
图
(电压并联负反馈)
一、反相比例运算电路
引入深度电压并联负反馈,电路的输出电阻为
R0f =0
(动画avi\8-)
2. T型网络反相比例运算电路
T型网络反相比例运算电路
电阻R2 、 R3和R4构成 T形网络电路
节点N的电流方程为
i4 = i2 + i3
输出电压
u0= -i2 R2 – i4 R4
所以
将各电流代入上式
二、同相比例运算电路
*R2 = R1 // RF
根据“虚短”和“虚断”的特点,可知
i+ = i- = 0;
又 u- = u+ = uI
得:
由于该电路为电压串联负反馈,所以输入电阻很高。
图
uI
Rif= Ri ( 1+Aod F )