2022-2023学年高二物理竞赛课件：基本运算电路——集成运放的线性应用

基本运算电路——集成运放的线性应用 AVO越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能扩大其输入信号的线性范围。 基本运算电路——集成运放的线性应用 1. 差模电压增益AVO  106dB 2. VIO / T  20V/C 3. 3dB带宽 fH  7Hz VO / T  AVO×VIO/T = 4V/C 易引起频率失真 线性范围小 一、 比例运算电路 作用：将信号按比例放大。 类型：同相比例放大和反相比例放大。 方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。 1.反相比例运算电路 结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。 i1= if 虚短 虚断 虚断 虚地 平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。 电路的输入电阻 ri=R1 R2 =R1 // Rf 为保证一定的输入电阻，当放大倍数较大时，需增大Rf，而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。 共模电压 电压并联负反馈——输出电阻很小！ ，对运放共模抑制比要求低。 i1 i2 i4 i3 M 例：求Au =? i1= i2 虚短 虚断 虚断 0 = = N P u u i1 i2 i4 i3 M ) 1 ( 3 4 2 4 1 2 + + - = = R R R R R R u u A i o u 该放大电路，在放大倍数较大时，可避免使用大电阻。但R3的存在，削弱了负反馈。 反相比例电路的特点： 1. 共模输入电压为0，因此对运放的共模抑制比要求低。 2. 由于电压负反馈的作用，输出电阻小，因此带负载能力强。 3. 由于并联负反馈的作用，输入电阻小，因此对输入电流有一定的要求。 4. 在放大倍数较大时，该电路结构不再适用 。 2.同相比例运算电路 结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。 虚短 虚断 虚断 反馈方式：电压串联负反馈 3. 共模输入电压为vI，因此对运放的共模抑制比要求高。 1. 由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。 2. 由于串联负反馈的作用，输入电阻大。 同相比例电路的特点： 此电路是电压并联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分立元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。 结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。 电压跟随器 二、 加减运算电路 作用：将若干个输入信号之和或之差按比例放大。 类型：同相求和和反相求和。 方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。 O (70(V 1~2V V+ =15V  P - N Vom=14V V- vI vO - + A Rf R1 vN vP R2 = R1//Rf vI vO - + A Rf R1 vN vP R2 = R1//Rf vI vO - + A Rf R1 vN vP R2 = R1//Rf vI vO - + A Rf R1 vN vP R2 = R1//Rf vI vO - + A vN vP $