含有理想运放的电路.docx
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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
ao
%
I>A
%
H亠
+
丄
高输入电阻、低输
（1）运算放大器是一种高增益、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。
u0为输出端。
UU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R为输入电阻，Ro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R，输出电阻Ro0，开环放大倍数A。
（2）“虚短路"，由于输出Uo为有限值，开环放大倍数A，则uu0，即uu
3、几种基本运算电路
（1）反相比例电路
电阻R2为反馈电阻，电路工作在闭环工作状态。
R2
U0ui
R
（2）反相加法电路
Uo（1R2）Ui
Ri
（4）电压跟随器
UoUi
（5）减法电路
J>A
+j
o——+
对于减法电路（两端输入），一般应用叠加原理计算，设u20，这是一个反相比例电路；设50，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
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Kv土
Ui
解：
由于U
UaUb
由于ii
对于c点有（结点法）
（11丄）Uc土Ub
RRKRKRR
Kv
Uo4K
匚（2K）（2K1）
调，
解:
例题2：
图示电路含有理想运放，负载电阻Rl可问Rl何时能获得最大功率？
最大功率为多少？
将rl断开成为二端网络，开路电压
结点3:
11、门U2Uo
）U3
R2R3R2&
U2
鸟艮鸟只4u
R3（R4R5）
结点1：
土Us
RRs
R3（R4R5）
尺只3^5R2R4RS
Kv
Uo
Us
例题4:
电路如图所示，已知
R1，Rf0.5,Z（s）/1,求输入阻抗Zin（s）,并作出最
s7s147
简的时域等效电路。
uauf
UiUaI2（UaUf）
Rf
Ua
2（UaUf）
R
Ud
RUb
Ub
Rin
UaUf
UbUdUf
1Z（s）11
UdUf
Ub
1Z（s）
Rn
Ua
1Z（s）
2（UaUf）
U&b
jcU&
G5U&
jC2IAG5U&
C2!
?
0
G7j
G2
C
G2G6
U&0
G2
G5jC1U&
G2
G7jC2jC1I&0虽1&jC2I&0G3IAG4U&
2
G6G2
G2G2G6
G5
鱼Gfj&
1&G3号严Ci
G2G6
G5G1
G2
G7G1jC2
G2G6
G4
例黑二电珞如图所示A已知尽=尽=尽=比口尽=尽=2m严m求
（”舟Q詁■脅
（+™i/i-i=0
代入数据有
还=4厂3^——^-—
解：
对结点①列kCL方程
11111
（）uu2u3
u4V
66666
u33V
Uo
联立求解得U29V
u2u3
93
6
1A
6
u
u3
43
1A
-A
6
6
6
1
7
i1
i21
A
6
6
11
12
i5
6i534V
例题8：
图示为理想运算放大器电路，已知输入Uii1V、
Ui22V、Ui30.3V，求输出电压Uo。
100M
解：
Ua
Ub
A
—EZI」
蛰20AQ一
-□t
B
10
Uii
5
10
iooUi2
100ua
100
100
矿3
2Ui10.1Ui2
2ui10.1ui25ui3
一4A
—nu
OL
UbUc
U。
—Uc3Ub
2
1V
z
3
a
U03Ub6ui10.3ui215ui3610.3215
ni2KQ
側是＞电路如图所示，求电流j
iom
6?
0
+
解=2kQ电阻两謠亀压
尊_=耳十==行
lOJfeQ电B&两需电压
%+12）=-X14=42T
22
J=y=y=4.2t?
?
A
IOkIO310x10j
例题10：
电路如图所示，
（1）求网络函数H（s）哑；S（s），
（2）画出H（s）的零、极点图；（3）当5（t）3cos（2t300）V时，求响应U2（t）的正弦稳态响应。
解：
（1）电路的运算电路如图，列KCL方程
U/S）
（11s）U4（s）U2（s）sU3（s）
1
sU4（s）（ss1）U3（s）0
+
叫（D
联立求解得
H（s）
U2（s）
Ui（s）
s
s24s2
（2）令分子N（s）s0，得零点zi0
令分母D（s）s24s20，得极点p0.586,
3.414
（3）
H（j）H（s）sj
jj
2
（j）4j21j4
l&2H（j）1&一j一—3000.515160V
1j42
U2（t）的正弦稳态响应
u2s（t）0.515.2cos（2t160）V
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