含有理想運放的電路

1、第四部分 含有理想運放的電路（一）基本概念和基本定理1、運算放大器的電路模型a o%I A%H亠+丄高輸入電阻、低輸（1）運算放大器是一種高增益、 出電阻的放大器。（2）運算放大器的符號 有兩個輸入端，U為同相輸入端，即從該端輸入信號，輸出與輸入同相；u_為反相輸入端，即從 該端輸入信號，輸出與 輸入反相。u0為輸出端。U U為凈 輸入信號，也稱控制端。（3）運放的電路模型相當于一個含有受控源的二 端口網(wǎng)絡(luò)。上圖中R為輸入電阻，Ro為輸出電阻，A為 放大倍數(shù)。2、理想運放的基本特征（1）輸入電阻R ，輸出電阻Ro 0，開環(huán)放大倍 數(shù)A 。（2）“虛短路，由于輸出Uo為有限值，開環(huán)放大 倍數(shù)A

2、，則u u 0，即u u(3) “虛斷路”，由于輸入電阻R3、幾種基本運算電路(1)反相比例電路電阻R2為反饋電阻，電路工 作在閉環(huán)工作狀態(tài)。R2U0uiR(2)反相加法電路，則i i0。(3)同相比例電路Uo(1 R2)UiRi(4) 電壓跟隨器Uo Ui(5) 減法電路JA+ joo+對于減法電路（兩端輸入），一般應(yīng)用疊加原理計 算，設(shè)u2 0，這是一個反相比例電路；設(shè)5 0，計算 出u后，為一同相比例電路。（6）積分電路 將反相比例電路中的反饋電阻換成電容，即為反相積分電路Uo1RCuidt（7）微分電路將積分電路中的RC位置互換，即為微分電路4、含有運放電路的計算一般是一個一個運放的看

3、，是什么運放電路，寫 出輸出與輸入的關(guān)系，化簡后能得到最后結(jié)果。（二）典型例題解題方法分析例題1：電路如圖所示，試求電壓傳輸比Kv 土Ui解：由于UUa Ub由于i i1 UaUiUiR (1 K)R 2 K對于b點有（結(jié)點法）J 1、（R R）UbUc 2UbUcUoR R2Ui2 KUoUo對于c點有(結(jié)點法)(1 1 丄)Uc 土 UbR R KR KR RKvUo4K匚(2 K)(2K 1)調(diào)，解:例題2：圖示電路含有理想運放，負載電阻Rl 可 問Rl何時能獲得最大功率？最大功率為多少？ 將rl斷開成為二端網(wǎng)絡(luò)，開路電壓2 i i等效電阻uoc2VRq 1k所以當時獲得最大功率2uoc

4、Rl1kA ooim二Pmax4電例題(2)24 1 10001mW3:圖示電路含有理想運放，求電壓傳輸比解:根據(jù)“虛短，13U42U, U6疋3屁對于U4有U4為U結(jié)點3:11、門U2 Uo)U 3R2R3R2&U2鳥艮鳥只4 uR3(R4R5)結(jié)點1：土 UsR RsR3(R4R5)尺只35R2 R4 RSKvUoUs例題4:電路如圖所示，已知R 1，Rf 0.5 ,Z(s) / 1,求輸入阻抗Zin(s),并作出最s 7s 147簡的時域等效電路。解:Ua Ub，Ucue 0ua ufUi Ua I2(Ua Uf)RfUa2(Ua Uf )RUdRUbUbRinUaUfUbUd Uf1

5、Z(s)11Ud UfUb1 Z(s)RnUa1 Z(s)2(Ua Uf)U&bj cU &G5U&j C2IA G5U&C2!?0G7jG2CG2G6U&0G2G5 j C1U&G2G7j C2 j C1I&0 雖1&j C2I&0 G3IA G4U&2G6G2G2G2G6G5魚Gfj &1& G3號嚴CiG2G6G5G1G2G7G1 j C2G2G6G4?=對結(jié)點、列方程+3 -1尹 _2 =2i+ -= 04-li = Lt例黑二電珞如圖所示A已知盡=盡= 盡=比口盡=盡=2m嚴m(xù)求(”舟Q詁脅(+i/i-i =0代入數(shù)據(jù)有還=4 廠3 -例題7:電路如圖所示，求輸出電壓Uo解：對結(jié)點列

6、kCL方程1 1 111()uu2 u3u 4V6 6 66 6u3 3VUo聯(lián)立求解得U2 9Vu2u39 361A6uu34 31 A-A66617i1i2 1A661112i56i5 3 4V例題8：圖示為理想運算放大器電路，已知輸入Uii 1V、Ui2 2V、Ui3 0.3V，求輸出電壓 Uo。100M解：UaUbAEZI蟄 20AQ 一-tB10Uii510iooUi2100ua100100礦32Ui10.1Ui22ui10.1ui25ui 3一4AnuOLUb UcU。Uc 3Ub21Vz3aU 0 3U b 6ui1 0.3ui2 15ui3 6 1 0.3 2 15ni2KQ側(cè)

7、是 電路如圖所示，求電流jiom6? 0+解=2kQ電阻兩謠亀壓尊_ =耳十=行l(wèi)OJfeQ電B&兩需電壓%+12) = -X14= 42T2 2J = y = y = 4.2t?AIOkIO3 10x10j例題10：電路如圖所示，(1)求網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(s)??； S(s)，(2)畫出 H(s)的零、極點圖；(3)當 5(t) 3cos(2t 300)V 時， 求響應(yīng)U2(t)的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。解：(1)電路的運算電路如圖，列KCL方程U/S)(1 1 s)U4(s) U2(s) sU3(s)1sU4(s) (s s 1)U3(s)0+叫（D聯(lián)立求解得H(s)U2(s)Ui(s)ss2 4s 2(2)令分子N(s) s 0，得零點zi 0令分母D(s) s2 4s 2 0，得極點p 0.586 ,3