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运算放大器的工作状态判断.doc
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运算放大器的工作状态判断.doc
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运算放大器工作状态的判断
一、摘要
运算放大器最早被设计出来的目的是用来进展加、减、微分、
积分的模拟数学运算,因此被称为“运算放大器〞。同时它也成为实
现模拟计算机的根本建构单元。然而,理想运算放大器的在电路系
统设计上的用途却远超过加减等的计算。今日的运算放大器,无论
是使用晶体管或真空管、分立式〔discrete〕元件或集成电路元件,
运算放大器的效能都已经逐渐接近理想运算放大器的要求。目前运
算放大器广泛应用于家电,工业以及科学仪器领域。一般用途的集
成电路运算放大器售价不到一美元。〔以上引自维基百科〕
由于运放的运用十分广泛,因此,学习了解它的特性变得十分
重要。
运算放大器的工作状态大致可以分为线性工作状态和非线性工
作状态。它们的电路工作特点和功能有着本质的区别。所以,我们
主要需要掌握分析一个运算放大器到底工作在哪个工作状态的能力。
其中要能工作在线性状态必须接入一个负反应,才能保证运算放大
器工作在线性状态实现运算放大功能。而要工作在非线性状态那么
运放必须开环或者接入一个正反应,开环下一般用于单门限比拟器,
而正反应那么用于迟滞比拟器。
一般情况下反应放大器网络拓扑模型如下列图所示:
- word.zl-
- -
(1) 假设 AF=0 那么开环;
(2) 假设 AF<0 那么为负反应;
(3) 假设 AF>0 那么为正反应;
(4) 假设 AF>1 那么为正反应且与 A 反相;
在接下来的报告里,我们以一个简单的加法器为例,对其中运放
在不同条件的的工作状态进展详尽的理论分析和仿真验证。
二、理论分析
一个加法器的电路图如下:
VCC
VEE
R4
10kΩ
Vout
Vi-
R3
10kΩ
R1
10kΩ
U1
R2
10kΩ
Vi+
假设这个运算放大器的开环增益为 A
〔1〕由电路图分析可得:
- word.zl-
- -
,式①
,式②
由式①、式②可得:
所以这种运算放大器电路的工作状态主要取决于:
的大小关系。
〔2〕假设: ,那么:
因为 A→无穷大,此时电路为单门限比拟器〔开环〕
〔3〕假设
,那么:
分别就大于和小于关系进展讨论。
〔
4
〕假设 ,那么:
此时电路为迟滞比拟器〔正反应〕
〔
5
〕假设 ,那么:
- word.zl-
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