模拟电路分析基础
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2.模拟电路分析基础
简介:模拟电路包括的内容很多,我们只从实际需要进行讲解,此课我们限定的内容如下:
a.理想运算放大器的特性
b.运算放大器两种工作(使用)状态
c.常用基本运放电路的分析和计算
①反向运算放大器
②同向运算放大器
③差动放大器
2.1理想运算放大器的特性
目的:对分析和解决实际问题做到化繁为简,表示方式如图2-1所示
a.理想运算放大器的条件(性能参数理想值)
①开环增益无限大;
②输入阻抗无限大;
③输出阻抗为零;
④输入失调电压和失调电流为零; ⑤共模抑制比无限大; ⑥带宽无限大。
由上述条件可导出理想运算放大器的两个重要特性(分析计算的基础) b.特性
①特性Ⅰ:由于理想运算放大器的开环增益为无限大即
∞
→--
+V V V O 得 0→--
+V V
-+=V V
理想放大器的两个输入端之间压差为零。
②特性Ⅱ:由于理想运算放大器的输入阻抗趋于无限大,所以流经运算放大器两输入端的电流趋近于零。即
→I
这两个特性很重要,是以后分析和计算(列方程)运算放大器的基础。 2.2运算放大器两种工作(使用)状态 a.工作在放大状态
特点:运放组成电路被施加深度负反馈,运算放大器输入端有:-+=V V
运算放
大器输出端:O V 连续变化。 b.工作在比较器状态
特点:运算放大器输入端:一个输入端电压固定,一个输入端可变。 运算放大器输出端:O V 高、低变化(间断变化)如图2-2
c.两种工作状态同时存在(振荡器等)
d.运算放大器的好坏判断 若 -+
>V V
则0>O V ;若+->V V 则0
V 应为好,否则一定损坏。 2.3常用基本运放电路的分析和计算 a. 反向运算放大器 输入信号从反向端输入 ① 反向比例器(如图2-3) 闭环电压增益:vf A 由电路可得 f I I =1 f o i R V R V - =1 1 R R V V A f i o vf - == 即:1 R R A f vf - = f p R R R //1= 电路输入电阻: 11 R I V R i if == ②反向加法器 如图2-4 电压输出o V 由电路图可得:321I I I I f ++= f o f R V I = ; 1 11R V I i = ; 2 22 R V I i = ; 3 33R V I i = 可得⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛++-=332 211i f i f i f o V R R V R R V R R V 当R R R R ===321时 f p R R R R R //////321= b .同向运算放大器 输入信号从同向端输入 ①同向比例器 如图2-5 闭环电压增益:vf A 由理想运放的两个重要特性:-+ =V V , 0 =I 可得 i V V V ==+- 由于f I I =1 1 1R V I i - = , f o i f R V V I -= 得 f o i i R V V R V -= -1 f p R R R //1= 电路输入电阻:结论:()id F vd ic if r A r R β//≈ 量级约为十兆至百兆 ②电压跟随器 如图2-6 在同向比例器中使 0 ,1 =∞=f R R 则 i o V V = 1== i o vf V V A 输入阻抗: 此时1=F β ()id vd ic if r A r R //≈ 可当单位增益隔离器使用。 ③同向加法器 如图2-7 输出信号⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++'⎪⎪⎭⎫ ⎝ ⎛+=∑33221111i i i i i i f o R V R V R V R R R V 式中321////i i i R R R R ='∑ 偏置电流对称平衡要求 f i i i R R R R R //////1321= c.差动放大器 ①基本差动放大器 图2-8图2-9图2-10 闭环电压增益:vf A 2 221id ic i id ic i V V V V V V + =-= () 21122 1i i ic i i id V V V V V V += -= 211////p p f R R R R = 结论:当 211 ,p f p R R R R == 共模输入电压为零,且能满足电路的平衡要求 1 1 2R R V V V V V A f i i o id o vf = -= = , f ic R R R +=1 ②同向串联差动放大器 如图2-11