南邮模拟电子第7章集成运算放大器的应用习题答案概论
习题
1. 试求图题7.1各电路的输出电压与输入电压的关系式。
R 2
U i
U U i2U i3U i4
（a ） （b ）
图题7.1
解：(a)根据虚断特性 i 434U R R R u +=
+，o 2
11
U R R R u +=-
根据虚短特性-+=u u ，所以i 4
34
12o )1(U R R R R R U ++
= (b)当0i4i3==U U 时，电路转换为反相输入求和电路，输出
)(
i22
3i113o12U R R
U R R U +-= 当0i2i1==U U 时，电路转换为同相输入求和电路，输出
)////////)(//1(i46
456
4i365465213o34U R R R R R U R R R R R R R R U ++++
=
根据线性叠加原理，总输出为
o34o12o U U U +=
2. 图题7.2为可调基准电压跟随器，求o U 的变化范围。
_
W 6V
E =±15V
图题7.2
解：当可变电位器的滑动触头位于最下端时，+u 达最小，
V 69.063
.023.03
.0(min)=?++=
+u ，当可变电位器的滑动触头位于最上端时，+u 达最大，
V 31.563
.023.03
.02(max)=?+++=
+u ，故o U 的变化范围为 5.31V ~V 69.0。
3. 试求图题7.3各电路的输出电压的表达式。
U o
Ω
U
o
R
（a ） （b ）
图题7.3
解：（a ）-u 由i U 、o U 两部分通过线性叠加而成，当i U 单独作用时，产生的分量为
i i 5.01
.0//9.9100010001
.0//9.91000U U ≈+++，当o U 单独作用时，产生的分量为
o o 005.02000
1000
1.0//20009.91.0//2000U U ≈?+，所以i o 5.0005.0U U u +=-，根据虚短、虚断特
性，0==+-u u ，故i o 100U U -=。
（b ）本题同时引入了正反馈和负反馈，该图中一定保证负反馈比正反馈强，故仍可用虚短和虚断特性。-u 由i U 、o U 两部分通过线性叠加而成，当i U 单独作用时，产生的分量为
i 212U R R R +，当o U 单独作用时，产生的分量为o 211
U R R R +，所以
o 211i 212U R R R U R R R u +++=
-，根据虚短、虚断特性，o 434
U R R R u u +==+-，故
)/(2
11
434i 212o R R R R R R U R R R U +-++=
。
4. 电路如图题7.4所示。已知123410mV U U U U ====，试求o ?U =
U
图题7.4
解：运放A 1的输出为i1i11o 5100
20100
)201001(U U U =++
=，运放A 2的输出为i44o U U =，运放A 3构成双端输入求和运算电路，输出为
o4i3i2o1o4i3i2o1o 4232)15
3030153015)(30//20601(20603060U U U U U U U U U ++--=+++++--
=mV 70742310i1i4i3i2i1-=-=++--=U
U U U U
5. 试求图题7.5所示电路o U 与i1U 、i2U 的关系式。
图题7.5
解：设运放A 1的输出为o1U ，运放A 2的输出为o2U ，则
)(3212
i2
i1o2o1R R R R U U U U ++-=
-，运放A 3构成双端输入求和电路，其输出为)()(i2i12
3
2145o1o245o U U R R R R R R U U R R U -++?-=-=
6. 图题
7.6为增益调节方便的差分运算电路，试证明输出电压的表达式为
2o i2i11
121()R
U U U k R ??=+- ???
U
o
U U
U
图题7.6 图题7.6′
解：如图7.6′所示，
21-1-i1R U u R u U -=-，2
2
1i2R U u R u U -=-++，-+=u u 可得，21-i1-1R R u U u U --
=，21
i22R R u U u U ++--= 而
2212o 121-kR U U R U U R U u -+-=-，2
1
22222kR U U R U R U u -+=-+ 以上两式相减可得))(1
1(221o U U k
U -+
=，将21,U U 的表达式带入，得 )()11(2i1i21
2o U U R R k U -+
= 7. 图题7.7是增益可线性调节的差分运算电路，试求o U 与i1U 、i2U 的关系式。
W
图题7.7
解：设运放A 1的输出为o1U ，运放A 2的输出为o2U ，运放A 4的输出为o4U ，则
i11o U U =,i22o U U =,o W
3
4o U R R U -
=。 运放A 3引入了负反馈，故-+=u u ，即
o12
12
o4211o2212U R R R U R R R U R R R +=+++，
所以，)(i2i13
1W
2o U U R R R R U --
= 8. 运放组成的电路如图题7.8（a ）、（b ）所示，已知电源电压为±15V 。 （1） 试分别画出传输特性曲线o i ()u f u =；
（2） 若输入信号i 5sin (V)u t ω=，试分别画出输出信号o u 的波形。
R 2u i
6K Ω
1K ΩR 2
（a ） （b ）
图题7.8
解：(1)电路（a ）为反相比例放大器，i i i 12o 23
6
u u u R R u -=-=-
=,电路（b ）为同相比例放大器，i i i 12o 2)
1
1
1()1(u u u R R u =+=+=，所以它们的传输特性曲线分别如图7.8′(a)(b)所示。
(a)
(b)
-10V
i
u o
u +10V
(c)
-6V
i
u o
u (d)
图7.8′
（2）若输入信号i 5sin (V)u t ω=，输出信号o u 的波形分别如图7.8′(c)(d)所示。 9. 试求图题7.9所示电路的o u 与i u 的关系式。
R 2R 3
R 2R 3//R 4
图题7.9 图7.9′
解法1：-u 由i u 、o u 两部分通过线性叠加而成， 当i u 单独作用时，产生的分量为
i 4
3214
32////u R R R R R R R +++，
当o u 单独作用时，产生的分量为
o 2
11
4213421//)(//)(u R R R R R R R R R R +?+++，
所以o 2
11
4213421i 4321432//)(//)(////u R R R R R R R R R R u R R R R R R R u +?+++++++=
-，
根据虚短、虚断特性，0==+-u u ，故
i 12
142142134321432o //)(//)(////u R R R R R R R R R R R R R R R R R u +?+++?+++-
=
i 4
14
34232u R R R R R R R R ++-
=。
解法2: 图题7.9可简化为图7.9′,可见1
i
1-i i R u R u u I =-=
， o 4
342324
432o
434
-f //u R R R R R R R R R R u R R R u I ++-=++-
=
因为f i I I =，所以 i 4
14
34232o u R R R R R R R R u ++-
=
10. 试求图题7.10
所示同相积分器电路的o u 与i u 的关系式。
图题7.10
解：图题7.10中同时引入了正反馈和负反馈，且负反馈比正反馈强，根据“虚短”特性，+-=u u ，其中
o 2
1u u =
- )(j ω21)(j ω1j ω1)(//j ω1//j ω1i o i o i o u u RC u u RC
R R RC
R u u R C R R
C u ++=+++
+=++=+
所以，o u 与i u 的关系为i o j ω2
u RC
u =
，
或，若0t =时电容器C 两端的初始电压(0)0C U =，则?=
t
t t u C
t u 0
i
o d )(R 2)(， o
u
与
i u 为同相积分关系。
11. 差动积分运算放大器如图题7.11所示。设电容器两端初始电压为零。 （1） 试求该电路的o u 与i u 的关系式； （2） 要使i21V u =时，o 0V u =，i1?u =
（3） 0t =时，i21V u =，i10V u =，o 0V u =，求10s t =时o ?u =
R 3
100K Ω
图题7.11
解：（1）设运放A 1的输出为o2u ，则i2i21
2
2o 2u u R R u -=-
=， )2(j ω1
j ω2j ω1j ω1j ω1i1i23i24i13o24i13o u u C
R u C R u C R u C R u C R u -=+-=--
=
若0t =时电容器C 两端的初始电压(0)0C U =，则?-=
t
t t u t u
C
R t u 0
i1i2
3o d ))()(2(1)(
??
-=-???=
-t
t
t t u t u t t u t u 0
i1i20
i1i26
3d ))()(2(1.0d ))()(2(10100101001
（2）0d ))()(2(1.0)(0i1i2o =-=?
t
t t u t u t u ，则V 2)(2)(i2i1==t u t u 。
（3）t t t t t u t u t u t
t
t
2.0d 21.0d )12(1.0d ))()(2(1.0)(0
i1i2o ==?=-=?
?
?
V 2102.0=?=
12. 电路及输入i u 的波形分别如图题7-12(a)、(b)所示，试画出o1u 和o u 的波形，并标出相应的幅度。设电容器两端初始电压为零。
R 1
0.1μF C
(b)
u i /V
t /ms
102030
-1
+1
O
图题7.12
解：运放A 1构成积分器，运放A 2构成反相输入求和电路。
??
?-=???-=-
=-t
t
t
t t u t t u t t u C R t u 0
i 0
i 6
30i
1o1d )(100d )(101.0101001
d )(1
)(
5.0d )(100)1()()(0i 3
4o124o +=-?--
=?t t t u R R
t u R R t u
0=t 时，0)(o1=t u ，V 5.0)(o =t u ； ms 10=t 时，
V 11010)1(100)d 1(100)(310100
o13
=??-?-=--=-??-t t u
V 5.05.01010)1(1005.0)d 1(100)(310100
o 3
-=+??-?=+-=-??
-t t u ；
ms 20=t 时，
V 010*******d 11001)(3102010
10o13
3
=???-=-=-???
--t t u
V 5.010101005.0d 11005.0)(3
102010
10o 3
3
=??+-=+-=-???
--t t u ； o1u 和o u 的波形如图7.12′所示。
u i /V
t /ms
10
20
30
-1
+1
0u o1/V
t /ms
10
20
30
-1
+1
0u i /V
t /ms
10
20
30
-1
+1
0u o /V
t /ms
10
20
30
-0.5
+0.50
图7.12′
13. 图题7.13是另一种形式的对数运算放大器。设各晶体管的ES I 相等。 （1） 试推导关系式o i ()U f U =。
（2） 若i 100mV U =时，o 0U =，试确定?I =
V 1
图题7.13
解：运放A 1构成对数运算电路，
ES
1i
T o1ln
I R U U U -= 对运放A 2
o1BE2o 2-U u u U R R R u T
T
+==+=
+
而 ES
BE2ln
I I U u T =
则o 21i T ES 1i T ES
ln ln
ln
U R R R I R U U I R U U I I U u T
T
T +=-=-=+
即I
R U
U R R R U T T 1i T 2o ln +-
= 上式表明o U 与i U 是对数运算关系。当T R R >>2时，若热敏电阻T R 的温度系数与T
U 相同，则电路具有温度补偿的作用。
14. 由对数与反对数运算放大器构成的模拟运算电路如图题7.14所示，试求o u 的表达式。
图题7.14
解： 因为T BE1e S11i1C1
U u I R u
i ==，T BE2
e S23
i3C2U u I R u i ==， T BE3
e S32i2C3
U u I R u
i ==，T BE4
e S44
o C4U u I R u i == 则有
S11i1
T BE1ln
I R u U u =，S23i3T BE2ln I R u U u =， S32i2
T BE3ln
I R u U u =，S4
4o T BE4ln I R u U u = 因为r BE2BE4BE3BE1u u u u u =--+
若V 1～V 4具有相同的特性，即S4S3S2S1I I I I ===，则
r o
i3i2i1T i3S23o S44S32i2S11i1T )ln()ln(
u u u u
u U u I R u I R I R u I R u U ==??? i3
i2
i1o T
r e
u u u u U u -
= 当0r =u 时，i3
i2
i1o u u u u =
15. 对数运算放大器如图题7.15所示。 （1） 说明对管V 1、V 2的作用； （2） 说明热敏电阻T R 的作用；
（3） 证明输出电压o u 的表达式为 42i o T T 1REF
(1)ln R R u
u U R R U =-+
。
图题7.15
解：（1）对管V 1、V 2的作用是抵消晶体管反向饱和电流S I 因温度变化对运算结果的影响。
（2）热敏电阻T R 是为了抵消温度电压当量q
kT
U T =因温度变化对运算结果的影响。 （3）由图可见
i
21REF T C1C2T C1S2S1C2T BE1BE2A ln ln ln
u R R
U U I I U I I I I U u u u ===-=
同时o 4A u R R R u T
T
+=
故REF
i
12T 4i 21REF T 4A 4o ln )1(ln U u R R U R R u R R U U R R R u R R R u T T T T T +-=+=+=
16. 电路如图题7.16所示，已知运放的最大输出电压为±12V ，i 10sin (V)u t ω=，试画出相应的o1u 、o2u 及o u 的波形，并标出有关电压的幅度。
R2
图题7.16
解：A1构成反相比例放大器，
i
i
i
1
2
o120
20
u
u
u
R
R
u-
=
-
=
-
=，
A2构成过零电压比较器，V
12
o2
±
=
u，A3构成电压跟随器，V
6
W
o3
±
=
=E
u。
相应的
o1
u、
o2
u及
o
u的波形如下图所示。
i
u
V
V
u
-12V
i
u
+12
V
+10
V
o2
u
-6V
i
u
+10
V
o
u
17.图题7.17所示各电压比较器中，已知电源电压为±12V，稳压管的稳定电压
Z
7V
U=，稳压管的导通电压
D(on)
0.7V
U=，
R
6V
U=，
i
15sin(V)
u tω
=。图（c）中12
10K
R R
==Ω
，图（d）中
1
8.2K
R=Ω，
2
50K
R=Ω，
F
10K
R=Ω。试分别画出它们的输出波形。
u o
u i
U R
u o
u o
U
u i
U R
u o
u i
u i
(c)(d)
VD1VD2
图题7.17
解：(a)图为固定电压比较器，输出电压为-7V 或0.7V ； (b)图为过零电压比较器，输出电压为7.7V 或-7.7V ； (c)图为固定电压比较器，输出电压为7.7V 或-7.7V ； 由
0R 211i 212=+++U R R R u R R R ，得阈值电压V 6610
10
R 21T -=?-=-=U R R U
(d)图为迟滞比较器，输出电压为12V 或-12V ； 由
i R 2F F
o 2F 2u U R R R u R R R =+++，得阈值电压2
F R F o 2T R R U R u R U ++=，即
V
1150
106
1012502F R F OH 2TH =+?+?=++=
R R U R U R U
V 950
106
1012502F R F OL 2TL =+?+?-=++=
R R U R U R U
输出波形如下图所示。
-7V
i
u
+15
V
o
u
i u
V
o
u
-7.7V
i u
V
o
u
-12V
i u
V o
u V
(a) (b) (c) (d)
图题7.17′
18. 图题7.18是由通用型运算放大器组成的优质窗口比较器，试求上、下限阀值，并画出其传输特性。
u o
U R2u i
图题7.18
解：运放A 1构成精密半波整流电路，根据戴维南等效原理，其反相端对地间的等效电
实验五集成运算放大器的基本应用共7页文档
实验五集成运算放大器的基本应用(I) ─模拟运算电路─ 一、实验目的 1、了解和掌握集成运算放大器的功能、引脚 2、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算 电路的功能。 3、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 理想运算放大器特性 在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。 开环电压增益A =∞ ud =∞ 输入阻抗r i =0 输出阻抗r o 带宽 f =∞ BW 失调与漂移均为零等。 理想运放在线性应用时的两个重要特性：
（1）输出电压U O 与输入电压之间满足关系式 U O ＝A ud （U +－U －） 由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。即U +≈U －，称为“虚短”。 （2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。 基本运算电路 1) 反相比例运算电路 电路如图8－1所示。对于理想运放， 该电路的输出电压与输入电压 之间的关系为 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1 // R F 。 图8－1 反相比例运算电路 图8－2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路 电路如图8－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )U R R U R R ( U i22 F i11F O +-= R 3＝R 1 // R 2 // R F 3) 同相比例运算电路 图8－3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 i 1 F O U R R U - =
集成运算放大器的基本应用
实验十一 集成运算放大器的基本应用 —— 模拟运算电路 一、实验目的 1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、万用表 3、交流毫伏表 4、信号发生器 三、实验原理 在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数、指数等模拟运算电路。 1、 反相比例运算电路 电路如图11-1所示。对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为 i F O U R R U 1 - = （11-1） U i O 图11-1 反相比例运算电路 为减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R2=R1∥R F ，此处为了简化电路，我们选取R2=10K 。
2、反相加法电路 U O U 图11-2 反相加法运算电路 电路如图11-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )( 22 11i F i F O U R R U R R U +-= R 3=R 1∥R 2∥R F （11-2） 3、同相比例运算电路 图11-3（a ）是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 i F O U R R U )1(1 + = R 2=R 1∥R F （11-3） 当R1→∞时，U O =U i ，即得到如图11-3（b ）所示的电压跟随器。图中R2=R F ，用以减小漂移和起保护作用。一般RF 取10K Ω，R F 太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。 (a)同相比例运算 (b)电压跟随器 图11-3 同相比例运算电路 4、差动放大电路(减法器) 对于图11-4所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=R F 时，有如下关系式： )(1 120i i U U R RF U -= （11-4）
理想运算放大器
理想运算放大器 4．4．1理想运放的技术指标 在分析集成运放的各种应用电路时，常常将其中的集成运放看成是一个理想运算放大器。所谓理想运放就是将集成运放的各项技术指标理想化，即认为集成运放的各项指标为： 开环差模电压增益Aod＝∞； 差模输入电阻rid＝∞； 输出电阻r。＝0； 共模抑制比KCMR＝∞； 输入失调电压U10、失调电流I10以及它们的温漂αU10、αI10均为零； 输入偏置电流IIB＝0； －3dB带宽?H＝∞，等等。 实际的集成运算放大器当然不可能达到上述理想化的技术指标。但是，由于集成运放工艺水平的不断改进，集成运放产品的各项性能指标愈来愈好。因此，一般情况下，在分析估算集成运放的应用电路时，将实际运放视为理想运放所造成的误差，在工程上是允许的。 在分析运放应用电路的工作原理时，运用理想运放的概念，有利于抓住事物的本质，忽略次要因素，简化分析的过程。在随后几章的分析中，如无特别的说明，均将集成运放作为理想运放来考虑。 4．4．2理想运放工作在线性区时的特点 在各咱应用电路中，集成运放的工作范围可能有两种情况：工作在线性区或工作在非线性区。当工作在线性区时，集成运放的输出电压与其两个输入端的电压之间存在着线性放大关系，即 uO=Aod(u+—u-)（4．5．1） 式中uO是集成运放的输出端电压；u+和u-分别是其同相输入端和反相输入端电压；Aod是其开环差模电 压增益。 如果输入端电压的幅度比较大，则集成运放的工作范围将超出线性放大区域而到达非线性区，此时集成运放的输出、输入信号之羊将不满足式（4．5．1）所示的关系式。 当集成运放分别工作在线性区或非线性区时，各自有若干重要的特点，下面分别进行讨论。 理想运放工作在线性区时有两个重要特点：
运算放大器的典型应用
Op Amp Circuit Collection AN-31
Practical Differentiator f c e 1 2q R2C1 f h e 1 2q R1C1 e 1 2q R2C2 f c m f h m f unity gain TL H 7057–9 Integrator V OUT e b 1 R1C1 t2 t1 V IN dt f c e 1 2q R1C1 R1e R2 For minimum offset error due to input bias current TL H 7057–10 Fast Integrator TL H 7057–11Current to Voltage Converter V OUT e l IN R1 For minimum error due to bias current R2e R1 TL H 7057–12 Circuit for Operating the LM101 without a Negative Supply TL H 7057–13Circuit for Generating the Second Positive Voltage TL H 7057–14
Neutralizing Input Capacitance to Optimize Response Time C N s R1 R2 C S TL H 7057–15 Integrator with Bias Current Compensation Adjust for zero integrator drift Current drift typically0 1 n A C over b55 C to125 C temperature range TL H 7057–16 Voltage Comparator for Driving DTL or TTL Integrated Circuits TL H 7057–17 Threshold Detector for Photodiodes TL H 7057–18 Double-Ended Limit Detector V OUT e4 6V for V LT s V IN s V UT V OUT e0V for V IN k V LT or V IN l V UT TL H 7057–19 Multiple Aperture Window Discriminator TL H 7057–20
集成运算放大器的基本应用
第7章集成运算放大器的基本应用 7.1 集成运算放大器的线性应用 7.1.1 比例运算电路 7.1.2 加法运算电路 7.1.3 减法运算电路 7.1.4 积分运算电路 7.1.5 微分运算电路 7.1.6 电压—电流转换电路 7.1.7 电流—电压转换电路 7.1.8 有源滤波器 *7.1.9 精密整流电路 7.2 集成运放的非线性应用 7.2.1 单门限电压比较器 7.2.2 滞回电压比较器 7.3 集成运放的使用常识 7.3.1 合理选用集成运放型号 7.3.2 集成运放的引脚功能 7.3.3 消振和调零 7.3.4 保护 本章重点: 1. 集成运算放大器的线性应用：比例运算电路、加减法运算电路、积分微分运算电路、一阶有源滤波器、二阶有源滤波器 2. 集成运算放大器的非线性应用：单门限电压比较器、滞回比较器 本章难点: 1. 虚断和虚短概念的灵活应用 2. 集成运算放大器的非线性应用 3. 集成运算放大器的组成与调试 集成运算放大器(简称集成运放)在科技领域得到广泛的应用，形成了各种各样的应用电路。从其功能上来分，可分为信号运算电路、信号处理电路和信号产生电路。从本章开始和以后的相关章节分别介绍它们的应用。 7.1 集成运算放大器的线性应用
集成运算放大器的线性应用 7.1.1 比例运算电路 1. 同相比例运算电路 (点击查看大图)反馈方式：电压串联负反馈 因为有负反馈，利用虚短和虚断 虚短: u-= u+= u i
虚断: i +=i i- =0 ， i 1 =i f 电压放大倍数: 平衡电阻R=R f//R1 2. 反相比例运算 (点击查看大图)反馈方式：电压并联负反馈 因为有负反馈，利用虚短和虚断 i - =i+= 0（虚断） u + =0，u－=u+=0（虚地） i 1 =i f 电压放大倍数:
集成运放基本应用之一—模拟运算电路
集成运放基本应用之一—模拟运算电路
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实验十二集成运放基本应用之一——模拟运算电路 一、实验目的 1、了解并掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的原理与功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 理想运算放大器特性： 在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放： 开环电压增益A ud=∞ 输入阻抗r i=∞ 输出阻抗r o=0 带宽f BW=∞ 失调与漂移均为零等。 理想运放在线性应用时的两个重要特性： （1）输出电压U O与输入电压之间满足关系式 U O＝A ud（U+－U－） 由于A ud=∞，而U O为有限值，因此，U+－U－≈0。即U+≈U－，称为“虚短”。
（2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。 基本运算电路 1) 反相比例运算电路 电路如图5－1所示。对于理想运放， 该电路的输出电压与输入电压之间的 关系为 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1 // R F 。 图5－1 反相比例运算电路 图5－2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路 电路如图5－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )U R R U R R ( U i22 F i11F O +-= R 3＝R 1 / R 2 // R F 3) 同相比例运算电路 图5－3(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 i 1 F O )U R R (1U + = R 2＝R 1 / R F 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图5－3(b)所示的电压跟随器。图中R 2＝R F ， i 1 F O U R R U -=
南邮光信息科学与技术导论
简述信息传递模型，并以光信息传递过程为例说明。信源——磁盘，变换——编码，调制，信道——光纤，还原——探测、解码，信宿——磁盘（图一）什么是光电子技术？光电子技术分为哪两大类？光电子技术就是光波段的电子技术，包括各种光电子器件及其应用的技术。什么是信息光电子技术？信息光电子技术按功能如何分类？光电子信息技术是由光学、光电子、微电子等技术结合而成的多学科综合信息技术，涉及光信息的辐射、传输、探测以及光电信息的转换、存储、处理与显示等众多的内容。与微波技术相比，光电子技术有哪些优点？角分变率高，距离分辨率高，频带宽、通信容量大，光谱分辨率大，非线性光学效应强按照国际惯例，光电子器件主要包含哪些？阴极射线管，电致发光显示器件，全息器件，变像管，激光器，发光二极管，光调制器，液晶显示器，光存储器，光波导，光探测器，太阳能电池，摄像管以及克耳盒之类的点光器件光电子技术在国民经济中主要有哪些应用？通信，工业生产，科研，诊断和医疗，印刷和办公自动化，交通运输，音像和娱乐，测绘和遥感，安全防卫，条形码识别光电子器件发展的主要趋势是什么？固态化、小型化、集成化和廉价化，工作波段范围扩大响应速度加快，更加适应恶劣环境什么是激光？通过辐射的受激发射实现光的放大激光的主要特点是什么？单色性好，方向性好，相干性好，瞬时性，亮度高光与原子的相互作用有哪三种基本过程？自发辐射，受激吸收，受激发射说明自发辐射和受激辐射的过程和特点？自发辐射的过程：如果原子处于高能级E2，处于高能级的原子是不稳定的，即使没有任何外来影响，它也必然会自发的向E1跃迁，同时释放出光子hv。特点：传播方向、初相位及偏振状态均呈随机分布受激辐射：同时释放出一个新的光子hv，连同外来光子变成两个光子。当外来光子能量hv =E2-E1时，处于E2上的原子就可能感受到外来光子的刺激（作用）而下跃迁到E1上，特点：受激辐射产生的光子与引起受激辐射的外来光子具有相同的特征（频率、相位、振动方向及传播方向均相同）。其主要区别是什么？自发辐射产生的光不相干，受激辐射产生相干光激光产生的条件是什么?必要：粒子数反转分布、减少震荡模式-开始光学谐振腔的作用，充分：起振条件-初始增益大于损耗，稳定震荡条件-饱和增益等于损耗光学谐振腔的构成及作用是什么？工作物质，两块反射镜：相互平行，与工作介质轴线垂直，平面或球面。作用：增加工作介质的有效长度，使受激辐射过程成为主导；维持光振荡，输出稳定激光束；对光束方向性加以选择，获得高度方向性的激光；选择激光频率。简述激光形成的全过程。由泵源激励具有亚稳态能级的激活粒子（存储在介质中，
集成运算放大器的基本应用
实验名称 集成运算放大器的基本应用 一.实验目的 1.掌握集成运算放大器的正确使用方法。 2.掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法。 3.学习正确使用示波器交流输入方式和直流输入方式观察波形的方法，重点掌握积分输入，输出波形的测量和描绘方法。 二.实验元器件 集成运算放大器 LM324 1片 电位器 1k Ω 1只 电阻 100k Ω 2只；10k Ω 3只；5.1k Ω 1只；9k Ω 1只 电容 0.01μf 1只 三、预习要求 1.复习由运算放大器组成的反相比例、反相加法、减法、比例积分运算电路的工作原理。 2.写出上述四种运算电路的vi 、vo 关系表达式。 3.实验前计算好实验内容中得有关理论值，以便与实验测量结果作比较。 4.自拟实验数据表格。 四.实验原理及参考电路 本实验采用LM324集成运算放大器和外接电阻、电容等构成基本运算电路。 1. 反向比例运算 反向比例运算电路如图1所示，设组件LM324为理想器件，则 11 0υυR R f -=
R f 100k R 1 10k A 10k R L v o v 1 R 9k 图1 其输入电阻1R R if ≈，图中1//R R R f ='。 由上式可知，改变电阻f R 和1R 的比值，就改变了运算放大器的闭环增益vf A 。 在选择电路参数是应考虑： ○ 1根据增益，确定f R 与1R 的比值，因为 1 R R A f vf - = 所以，在具体确定f R 和1R 的比值时应考虑；若f R 太大，则1R 亦大，这样容易引起较大的失调温漂；若f R 太小，则1R 亦小，输入电阻if R 也小，可能满足不了高输入阻抗的要求，故一般取f R 为几十千欧至几百千欧。 若对放大器输入电阻有要求，则可根据1R R i =先确定1R ，再求f R 。 ○ 2运算放大器同相输入端外接电阻R '是直流补偿电阻，可减小运算放大器偏执电流产生的不良影响，一般取1//R R R f ='，由于反向比例运算电路属于电压并联负反馈，其输入、输出阻抗均较低。 本次试验中所选用电阻在电路图中已给出。 2. 反向比例加法运算 反向比例加法运算电路如图2所示，当运算放大器开环增益足够大时，其输入端为“虚地”，11v 和12v 均可通过1R 、2R 转换成电流，实现代数相加，其输出电压 ??? ??+-=122111 v R R v R R v f f o 当R R R ==21时 ()1211v v R R v f o +- = 为保证运算精度，除尽量选用精度高的集成运算放大器外，还应精心挑选精度高、稳定性好的电阻。f R 与R 的取值范围可参照反比例运算电路的选取范围。 同理，图中的21////R R R R f ='。
集成运算放大器练习题及答案
第十章 练习题 1. 集成运算放大器是： 答 ( ) (a) 直接耦合多级放大器 (b) 阻容耦合多级放大器 (c) 变压器耦合多级放大器 2. 集成运算放大器的共模抑制比越大， 表示该组件： 答 ( ) (a) 差模信号放大倍数越大； (b) 带负载能力越强； (c) 抑制零点漂移的能力越强 3. 电路如图10-1所示，R F2 引入的反馈为 ： 答 ( ) (a) 串联电压负反馈 (b) 并联电压负反馈 (c) 串联电流负反馈 (d) 正反馈 图10-1 4. 比例运算电路如图10-2所示，该电路的输出电阻为： 答 ( ) (a) R F (b) R 1+R F (c) 零 图10-2 5. 电路如图10-3所示，能够实现u u O i =- 运算关系的电路是： 答 ( ) (a) 图1 (b) 图2 (c) 图3 图10-3 6. 电路如图10-4所示，则该电路为： 答 ( )
(a)加法运算电路； (b)反相积分运算电路； (c) 同相比例运算电路 图10-4 7. 电路如图10-5所示，该电路为： 答 ( ) (a) 加法运算电路 (b) 减法运算电路 (c) 比例运算电路 O u i 1 u i2 图10-5 8. 电路如图10-6所示，该电路为： 答 ( ) (a) 加法运算电路 (b) 减法运算电路 (c) 比例运算电路 u O u i 1u i2 图10-6 9. 电路如图10-7所示，该电路为： 答 ( ) (a)比例运算电路 (b) 比例—积分运算电路 (c) 微分运算电路 O u 图10-7 10. 电路如图10-8所示 ，输入电压u I V =1，电阻R R 1210==k Ω， 电位器R P 的阻值为20k Ω 。 试求：(1) 当R P 滑动点滑动到A 点时，u O =? (2) 当R P 滑动点滑动到B 点时，u O =? (3) 当R P 滑动点滑动到C 点(R P 的中点)时 , u O =?
运算放大器的工作原理
运算放大器的工作原理 放大器的作用：1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。原理:高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同， 运算放大器原理 运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP）是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图1-1。一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。 图1-1 通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正
(完整版)集成运算放大器练习题
集成运算放大器测试题 指导老师：高开丽班级：11机电姓名： _____________ 成绩： 一、填空题（每空1分，共20分） 1、集成运放的核心电路是__________ 电压放大倍数、_________ 输入电阻和_______ 输出电阻的电路。（填“低”、“高”） 2、集成运由_____________ 、______________ 、________________ 、___________ 四个部分组成。 3、零漂的现象是指输入电压为零时，输出电压_________________ 零值，出现忽大忽小得现象。 4、集成运放的理想特性为：________________ 、______________ 、_________ 、_____________ 。 5、负反馈放大电路由__________________ 和__________________ 两部分组成。 6、电压并联负反馈使输入电阻__________ ，输出电阻___________ 。 7、理想运放的两个重要的结论是_______________ 和_____________ 。 &负反馈能使放大电路的放大倍数________________ ，使放大电路的通频带展宽，使输出信号波形的非线性失真减小，__________ 放大电路的输入、输出电阻。 二、选择题（每题3分，共30分） 1、理想运放的两个重要结论是（） A 虚断VI+=VI-，虚短i l+=il- B 虚断VI+=VI-=O ，虚短i l+=il-=O C 虚断VI+=VI-=O ，虚短i I+=iI- D 虚断i I+=iI-=0 ，虚断VI+=VI- 2、对于运算关系为V0=10VI的运算放大电路是（） A反相输入电路B同相输入电路C电压跟随器D加法运算电路 3、电压跟随器，其输出电压为V0，则输入电压为（） A VI B - VI C 1 D -1 4、同相输入电路，R仁10K,Rf=100K ，输入电压VI为10mv，输出电压V0为 （） A -100 mv B 100 mv C 10 mv D -10 mv
南京邮电大学专业导论论文
通信工程导论论文 回想刚进入仙林校园时，我带着对大学的懵懂，对通信工程这一专业浅层次的认识以及对通信未来发展的简单了解走入了大学。时光如梭，转眼间我已到了大四，即将离开母校跨入社会。在母校，我对自己所学的专业有了进一步的理解，对将来通信行业的走势也有了一个初步的掌握。 首先，我谈一下我对通信工程的理解。通信工程是电子工程的一个重要分支，同时也是其中一个基础学科，关注的是通信过程中的信息传输和信号处理的原理和应用。通过对通信基础课程以及专业知识的理解，我认为通信工程研究的是以电磁波、声波或光波的形式把信息通过电脉冲，从发送端(信源)传输到一个或多个接受端(信宿)的过程。接受端能否正确辨认信息，取决于传输中的损耗高低。信号处理是通信工程中一个重要环节，其包括过滤，编码和解码等。 在现代社会，经济高速发展，社会日益前进，广阔的经济前景离不开通信的发展。近几十年，全球通信迅猛发展，走在时代前沿，目前，现代通信已由原先单纯的信息传递功能逐步深入到对信息进行综合处理，如信息的获取、传递、加工等各个领域。特别是随着通信技术的迅速发展，如卫星通信、光纤通信、数字程控交换技术等的不断进步，以及卫星电视广播网、分组交换网、用户电话网、国际互联网络等通信网的建设，通信作为社会发展的基础设施和发展经济的基本要素，越来越受到世界各国的高度重视和大力发展。 通信技术在对社会发展及社会生活的方面，存在着巨大作用。通信技术作为信息技术的重要组成部分，共同使人类进入了虚拟时代、数字时代。通信技术的进步还改变了人们的某些生活方式。比如：过去人们要上邮局寄信，现在在家发个E-mail就行了；过去老师给学生面对面讲课，现在借助光纤通信技术，远程教育成为可能，这使得有更多的人能够接受到良好的教育。还有家庭办公、远程医疗、网络购物等原来看起来不可思议的事，现在借助于高性能的通信网和计算机都已经实现。当然现代通信技术对原有的社会秩序和文化也造成了一些冲击。通信技术不仅在社会与生活中，起到了促进发展，提高人民生活质量的作用，在经济方面，由于新技术的使用，运营商不仅提高了服务质量，同时还开发出了如数据业务、视频业务、短信业务等新服务品种，多方面的满足消费者需要。也使得制造成本、维护成本下降，低廉的价格吸引到了更大的消费群，消费的总量在上升。在政治方面，一个综合实力强的资本主义大国又往往以先进技术为筹码，科技实力强，经济发展的速度就快，从而就可以提高一个国家的国际地位。 现在发展火热的是移动通信与LTE。从1876年贝尔发明电话以来，经历了长达一个多世纪的发展，电话通讯服务已走进了千家万户，成为国家经济建设、社会生活和人们交流信息所不可缺少的重要工具。在最近二十年来，电话技术和业务发生了巨大变化，通信的地点由固定方式转向移动方式，移动通讯的迅猛发展，使现代生活节奏越来越快，移动通讯产品的更新换代和市场争夺战也愈演愈烈。现在发展起来的4G是在传统通信网络和技术的基础上不断提高无线通信的网络的效率和功能。同时，它包含的不仅仅是一项技术，而是多种技术的融合，不仅仅包括传统移动通信领域的技术，还包括宽带无线接入领域的新技术及广播电视领域的技术。4G采用的技术有，正交频分复用（OFDM）技术、软件无线电、智能天线技术、多输入输出（MIMO）技术、基于IP的核心网等。 通过这些技术的融合，未来4G具有更加强大的功能。首先，4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率，所以4G的通信速度更快。还有4G 的网络频谱更宽，通信更加灵活。未来的4G通信使人们不仅可以随时随地通信，更可以双
实验二 集成运算放大器的基本应用(I)
实验二 集成运算放大器的基本应用(I) ─ 模拟运算电路 ─ 一 实验目的 1. 研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。 2. 了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二 实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 集成运算放大器配接不同的外围元件可以方便灵活地实现各种不同的运算电路（线性放大和非线性电路）。用运算放大器组成的运算电路（也叫运算器），可以实现输入信号和输出信号之间的数学运算和函数关系，是运算放大器的基本用途之一，这些运算器包括比例器、加法器、减法器、对数运算器、积分器、微分器、模拟乘法器等各种模拟运算功能电路。 (1) 反相比例运算电路 电路如图1所示。对于理想运放， 该电路的输出电压与输入电压之间的关系为 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R 2＝R 1 // R F 。 i U 10-=- =i 1 F O U R R U
图1 反相比例运算电路 (2) 同相比例运算电路 图2是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 i U 11=+ =i 1 F O )U R R (1U R 2＝R 1 // R F 图2 同相比例运算电路 三 实验设备与器件 1. ±12V 直流电源 2. 函数信号发生器 3. 交流毫伏表 4. 直流电压表 5. 集成运算放大器OP07×1 9.1K Ω、10 K Ω、100 K Ω电阻各1个，导线若干。 2 3 6 7 4 1 8 2 3 1 8 4 6 7
几种常用集成运算放大器的性能参数解读
几种常用集成运算放大器的性能参数 1．通用型运算放大器 A741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。μ通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。例 2．高阻型运算放大器 ，IIB为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用FET作输入级，不仅输入阻抗高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。常见的集成器件有LF356、LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。Ω这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般rid＞（109~1012） 3．低温漂型运算放大器 在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中，总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。4．高速型运算放大器 s，BWG＞20MHz。μA715等，其SR=50~70V/μ在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中，要求集成运算放大器的转换速率SR一定要高，单位增益带宽BWG一定要足够大，像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。常见的运放有LM318、 5．低功耗型运算放大器 W，可采用单节电池供电。μA。目前有的产品功耗已达微瓦级，例如ICL7600的供电电源为1.5V，功耗为10μ由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便，所以随着便携式仪器应用范围的扩大，必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C等，其工作电压为±2V~±18V，消耗电流为50~250 6．高压大功率型运算放大器 A791集成运放的输出电流可达1A。μ运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中，输出电压的最大值一般仅几十伏，输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压或增大输出电流，集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路，即可输出高电压和大电流。例如D41集成运放的电源电压可达±150V， 集成运放的分类 1. 通用型 这类集成运放具有价格低和应用范围广泛等特点。从客观上判断通用型集成运放，目前还没有明确的统一标准，习惯上认为，在不要求具有特殊的特性参数的情况下所采用的集成运放为通用型。由于集成运放特性参数的指标在不断提高，现在的和过去的通用型集成运放的特性参数的标准并不相同。相对而言，在特性
南邮考研大纲
南京邮电大学全国统考硕士生入学考试业务课程大纲 课程编号:814 课程名称:通信原理 一、考试的总体要求 通信原理属于电子信息技术类专业的一门重要的基础理论课程。因此要求考生必须较好地掌握通信系统的基本原理,基本性能和基本的分析方法;并应了解通信网的基本概念。能够运用数学的方法分析通信系统中各种调制、解调原理,掌握有关编码和解码的原理和方法,能够对各系统进行抗噪声性能分析。能够应用所学知识,对目前通信领域的一些实际问题进行分析研究,并能根据要求设计出性能指标较高的适用的通信系统,掌握对一般通信网的理论分析方法。了解通信的发展动态。主要考核考生对基本知识和基本技能的掌握程度,了解考生在通信领域中分析问题和解决问题的能力。 二、考试的内容及比例 1. 通信的基本概念:定义,系统模型,信息的度量、性能分析。(占 5%) 2.信道特性:恒参和变参信道,随机信号分析、信道中的加性噪声,信道容量公式。(占10%) 3.模拟通信系统:调制的概念和调制的分类、幅度调制和角度调制的时域和频域分析,产生和解调方法,带宽和功率的计算,噪声性能分析。频分复用。(占15%) 4.信源编码:抽样定理;PCM和ΔM的编译码原理,噪声性能分析;PCM和ΔM的改进型;时分复用。(占15%) 5.数字信号的基带传输:常用码型,数字基带信号的功率谱、基带传输特性,无码间串扰,奈奎斯特准则,眼图和均衡,部分响应技术。(占10%) 6.数字信号的载波传输:二进制数字调制和解调方法,性能分析。多进制数字调制的基本原理,产生和解调方法。各种数字调制的带宽计算。二进制和四进制数字调相的波形分析。最佳接收基本概念、最大输出信噪比准则和匹配滤波器的概念。(占10%) 7,现代数字调制技术;MSK、QAM、π／4-QPSK、OQPSK,扩频通信等的基本原理,调制和解调方法。码分多址的基本概念。(占5%) 8.同步原理:载波同步、位同步、帧同步及网同步的基本原理和实现方法。(占
运算放大器基本应用
东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：电子电路实验 第一次实验 实验名称：运算放大器的基本应用 院（系）：吴健雄学院专业：电类强化 姓名：周晓慧学号：61010212 实验室: 105实验组别： 同组人员：无实验时间：2012年03月23日评定成绩：审阅教师：
实验一运算放大器的基本应用 一、实验目的： 1、熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法、积分、微分等电路的设计方法； 2、熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及增益、幅频特性、传输特性曲线、 带宽的测量方法； 3、了解运算放大器的主要直流参数（输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度 漂移、共模抑制比，开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等）、交流参数（增益带宽积、转换速率等）和极限参数（最大差模输入电压、最大共模输入电压、最大输出电流、最大电源电压等）的基本概念； 4、了解运放调零和相位补偿的基本概念； 5、掌握利用运算放大器设计各种运算功能电路的方法及实验测量技能。 二、预习思考： 1、查阅741运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数，解释 参数含义。
2、 设计一个反相比例放大器，要求：|A V |=10，Ri>10K Ω，将设计过程记录在预习报告上； （1） 仿真原理图 （2） 参数选择计算 因为要求|A v |=10，即|V 0/V i |= |-R f /R 1|=10,故取R f =10R 1,.又电阻应尽量大些，故取：R 1=10k Ω，Rk=100 k Ω, R L =10 k Ω （3） 仿真结果 图中红色波形表示输入，另一波形为输出，通过仿真可知|V 0/V i |=9.77≈10，仿真正确。 3、 设计一个电路满足运算关系U O = -2U i1 + 3U i2
运算放大器详细的应用电路(很详细)
§8.1 比 例运算电 路 8.1.1 反相比例电路 1. 基本电路 电压并联负反馈输入端虚短、虚断 特点： 反相端为虚地，所以共模输入可视为0，对运放共模抑制比要求低 输出电阻小，带负载能力强 要求放大倍数较大时，反馈电阻阻值高，稳定性差。 如果要求放大倍数100，R1=100K，Rf=10M 2. T型反馈网络（T型反馈网络的优点是什么？） 虚短、虚断
8.1.2 同相比例电路 1. 基本电路：电压串联负反馈 输入端虚短、虚断 特点： 输入电阻高，输出电阻小，带负载能力强 V-=V+=V i，所以共模输入等于输入信号，对运放的共模抑制比要求高 2. 电压跟随器 输入电阻大输出电阻小，能真实地将输入信号传给负载而从信号源取流很小§8.2 加减运算电路 8.2.1 求和电路 1.反相求和电路 2.
虚短、虚断 特点：调节某一路信号的输入电阻不影响其他路输入与输出的比例关系 3.同相求和电路 4. 虚短、虚断 8.2.2 单运放和差电路
8.2.3 双运放和差电路 例1:设计一加减运算电路 设计一加减运算电路，使 V o=2Vi1+5Vi2-10Vi3 解：用双运放实现
如果选Rf1=Rf2=100K，且R4= 100K 则：R1=50K R2=20K R5=10K 平衡电阻 R3= R1// R2// Rf1=12.5K R6=R4//R5//Rf2= 8.3K 例2:如图电路，求A vf，Ri 解： §8.3 积分电路和微分电路 8.3.1 积分电路 电容两端电压与电流的关系：
积分实验电路 积分电路的用途 将方波变为三角波（Vi：方波，频率500Hz，幅度1V）
实验 集成运算放大器的基本应用
实验集成运算放大器的基本应用（Ⅱ）——有源滤波器 一、实验目的 1、熟悉用运放、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波和带通、带阻滤波器。 2、学会测量有源滤波器的幅频特性。 二、实验原理 （a）低通（b）高通 (c) 带通（d）带阻 图9－1 四种滤波电路的幅频特性示意图 由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择不同，可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四种滤波器，它们的幅频特性如图9－1所示。 具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的，只能用实际的幅频特性去逼近理想的。一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快，但RC网络的节数越多，元件参数计算越繁琐，电路调试越困难。任何高阶滤波器均可以用较低的二阶RC有滤波器级联实现。 1、低通滤波器（LPF） 低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。 如图9－2（a）所示，为典型的二阶有源低通滤波器。它由两级RC滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。 图9－2（b）为二阶低通滤波器幅频特性曲线。
(a)电路图 (b)频率特性 图9－2 二阶低通滤波器 电路性能参数 1 f uP R R 1A + = 二阶低通滤波器的通带增益 RC 2π1 f O = 截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。 uP A 31 Q -= 品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。 2、高通滤波器（HPF ） 与低通滤波器相反，高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。 只要将图9－2低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通滤波器，如图9－3(a)所示。高通滤波器性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器是“镜象”关系，仿照LPH 分析方法，不难求得HPF 的幅频特性。 (a) 电路图 (b) 幅频特性 图9－3 二阶高通滤波器 电路性能参数A uP 、f O 、Q 各量的函义同二阶低通滤波器。 图9－3（b ）为二阶高通滤波器的幅频特性曲线，可见，它与二阶低通滤波器的幅频特性曲线有“镜像”关系。 3、 带通滤波器（BPF ）
含有理想运放的电路
第四部分 含有理想运放的电路 （一）基本概念和基本定理 1、运算放大器的电路模型 （1）运算放大器是一种高增益、高输入电阻、低输出电阻的放大器。 （2）运算放大器的符号 有两个输入端，u + 为同相输入 端， 即从该端输入信号，输出与输入同相； _u 为反相输入端，即 从该端输入信号，输出与输入反相。 0u 为输出端。u u +--为净 输入信号，也称控制端。 （3）运放的电路模型相当于一个含有受控源的二端口网络。上图中i R 为输入电阻，0 R 为输出电阻，A 为 放大倍数。 2、理想运放的基本特征 （1）输入电阻i R =∞，输出电阻0 0R =，开环放大倍 数A =∞。 （2）“虚短路”，由于输出0 u 为有限值，开环放大 倍数A =∞，则0u u + --=，即u u +-=
（3）“虚断路”，由于输入电阻i R =∞，则0i i + -==。 3、几种基本运算电路 （1）反相比例电路 电阻2 R 为反馈电阻，电路工 作在闭环工作状态。 2 01 i R u u R =- （2）反相加法电路 01231 2 3 f f f R R R u u u u R R R =- - - （3）同相比例电路 2 01 (1)i R u u R =+ （4）电压跟随器 0i u u = （5）减法电路
对于减法电路（两端输入），一般应用叠加原理计算，设2 0u =，这是一个反相比例电路；设10u =，计算 出u + 后，为一同相比例电路。 （6）积分电路 将反相比例电路中的反馈电阻换成电容，即为反相积分电路。 01i u u dt RC =-? （7）微分电路 将积分电路中的RC 位置互换，即为微分电路。 4、含有运放电路的计算 一般是一个一个运放的看，是什么运放电路，写出输出与输入的关系，化简后能得到最后结果。 （二）典型例题解题方法分析 例题1：电路如图所示，试求电压传输比0 V i u K u = 。 解：由于u u + -= a b u u = 由于 0i i + -== 1 (1)2a i i R u u u R K R K = =+-- 对于b 点有（结点法） 011 ( )c b u u u R R R R +=+ 00222c b i u u u u u K =-=--