系式UO=Aud(U-U-)由于Aud∞,而UO为有限值,因此,U-U-≈0。即U≈U-,称为“虚短”。(2)由于ri∞,故流进运放两个输入端的电流可视为零,IIB=0,即称为“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3-1所示。对于理想运放,该电路的输出电压与输入电压之间的RUOFUiR221
f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R2=R1RF。
图3-1反相比例运算电路
图3-2反相加法运算电路
2反相加法电路电路如图3-2所示,输出电压与输入电压之间的关系为
UORFRUi1FUi2R1R2
R3=R1R2RF
3同相比例运算电路
图3-3a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UO1RFUiR1
R2=R1RF
当R1→∞时,O=Ui,U即得到如图3-3b所示的电压跟随器。图中R2=RF,用以减小漂移和起保护作用。一般RF取10K,RF太小起不到保护作用,太大则影响跟随性。
a同相比例运算电路图33同相比例运算电路
b电压跟随器
4差动放大电路(减法器)
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f对于图34所示的减法运算电路,当R1=R2,R3=RF时,有如下关系式
UORFUi2Ui1R1
图3-4减法运算电路图
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积分运算电路
5积分运算电路
反相积分电路如图3-5所示。在理想化条件下,输出电压uO等于uOt式中1touidtuCoR1C∫
uCo是t=0时刻电容C两端的电压值,即初始值。
如果uit是幅值为E的阶跃电压,并设uco=0,则uOt1tE∫oEdtR1CtR1C
即输出电压uOt随时间增长而线性下降。显然RC的数值越大,达到给定的UO值所需的时间就越长。积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限值。在进行积分运算之前,首先应对运放调零。为了便于调节,将图中K1闭合,即通过电阻R2的负反馈作用帮助实现调零。但在完成调零后,应将K1打开,以免因R2的接入造成积分误差。K2的设置一方面为积分电容放电提供通路,同时可实现积分电容初始电压uCo=0,另一方面,可控制积分起始点,即在加入信号ui后,只要K2一打开,电容就将被恒流充电,电路也就开始进行积分运算。三、实验设备与器件
1、±12V直流电源
2、函数信号发生器
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f3、交流毫伏表
4、直流电压表
5、集成运算放大器A741×1电阻器、电容器若干。四、实验内容实验前要看清运放组件各管脚的位置;切忌正、负电源极性接反和输出r