《比例运算电路》PPT课件.ppt

第二节 比例运算电路,反相比例运算电路,同相比例运算电路,差分比例运算电路,下页,总目录,这种现象称为“虚地”,u-=u+=0,一、反相比例运算电路,为保持参数对称：R2=R1/RF,1.电路组成,u+=0,下页,上页,首页,u-=u+=0,由 iI=iF,2.工作原理,下页,上页,首页,仿真,结论：,电路是深度电压并联负反馈电路，理想情况下，反相输入端“虚地”。,|Auf|可大于 1、等于 1 或小于 1。,3.电路的输入电阻不高，输出电阻很低。,2.实现了反相比例运算。|Auf|取决于电阻 RF 和 R1 之比。uO 与 uI 反相，,下页,上页,首页,uI=u+,i-=i+=0,二、同相比例运算电路,R2=R1/RF,下页,上页,同相比例运算电路的比例系数总是大于或等于1。,首页,当RF=0或R1=时，比例系数等于1，此时电路为：,下页,上页,u+=uI,u-=uO,由于虚短，即u+=u-，故,uO=uI,这种电路又称为电压跟随器。,首页,仿真,结论：,电路是一个深度的电压串联负反馈电路。“虚短”,不“虚地”。2.实现了同相比例运算,Auf 只与 RF 和 R1 有关，uO 与 uI 同相，Auf 大于 1 或等于 1。3.输入电阻高，输出电阻低。,下页,上页,首页,三、差分比例运算电路,R1=R1、RF=RF,利用叠加定理得：,下页,上页,首页,iI=iF,下页,上页,首页,结论：实现差分比例运算（减法运算），Auf 决定于电阻 RF 和 R1 之比，与集成运放内部参数无关。2.共模输入电压高，“虚短”，但不“虚地”。3.输入电阻不高，输出电阻低，元件对称性要求高。,下页,上页,首页,例,（1）求:电压放大倍数 Au；,（2）已知A1、A2 的 Aod和 Rid,求电路的输入电阻Ri。,电路如图所示：,下页,上页,首页,设R1=1k设R2=R3=1k，设R4=R5=2k，设R6=R7=100k。已知A1、A2的开环放大倍数Aod=105，差模输入电阻Rid=2M。,A1、A2组成同相比例电路，A3组成差分比例电路。,先分析电路,下页,上页,电路可等效为：,首页,解：（1）,下页,上页,首页,同理,则第一级的电压放大倍数为：,下页,上页,首页,则第二级的电压放大倍数为：,下页,上页,首页,因此，该数据放大器总的电压放大倍数为：,下页,上页,首页,故数据放大器的输入电阻为：,Ri=2(1+AodF)Rid,R1/2,R1/2+R2,R1,R1+2R2,A1、A2 的输入电阻之和，因参数对称,F=,（2）由图可见，数据放大器的差模输入电阻等于,=,2105 M,下页,上页,首页,例 设 A 为理想运放:列出Auf和 Rif的表达式。(2)R1=2M,R4=1k,R2=R3=470k,估算 Auf 和 Rif 的数值。,(3)若采用虚线所示的反相比例运算电路，为了得到 同样的 Auf 和 Rif 值，R1、R5 和 RF 应为多大？(4)由以上结果，小结 T 形反馈网络电路的特点。,下页,上页,首页,uO=-i2R2+(i2+i4)R3,代入 uO 的表达式可得,uM=-i2R2=-i4R4,解：,uI=i1R1=i2R1,uO=-(i2R2+i3R3),其中 i3=i2+i4,i1=i2,下页,上页,首页,则T 形反馈网络电路的电压放大倍数为：,Auf=,uO,uI,可见，此电路的输出电压与输入电压之间同样存在反相比例运算关系。由于反相输入端“虚地”,电路的输入电阻为：Rif=R1,(2)将给定参数值分别代入上式：,=,Rif=2 M,Auf=-110.9,下页,上页,首页,(3)若要求Rif=2 M，则 R1=Rif=2 M,R5=R1/RF,RF=|Auf|R1,Auf=-,RF,R1,=-110.9,=221.8 M,=(110.9 2)M,=1.98 M,下页,上页,首页,(4)由分析和计算的结果可知，本 T 形反馈网络的特点是，在电路中电阻的阻值不至太高的情况下，可同时获得较高的电压放大倍数和较高的输入电阻。,下页,上页,首页,上页,首页,课堂练习,