(1-1)
第 17章 复习
(1-2)
1.集成运放的总体结构
u
u
u
电压放大级 输出级偏置电路
u
o
+
差动输入级
u
u
-
1,内容小结
2．集成运放是一个高增益、直接耦合的多级放大器。
3,将 电子系统输出回路的电量（电压或电流），以一定的方式送回到输入回路的过程称为反馈。
(1-3)
4,负反馈的四种组态：电压串联负反馈,电压并联负反馈,
电流串联负反馈和电流并联负反馈 。
FA
AA
f 1
.
5,负反馈电路的四种不同组态可以统一用方框图加以表示,
其闭环增益的表达式为：
6,负反馈改善放大电路的性能：提高放大倍数的稳定性,减小非线性失真,抑制噪声,扩展频带,改变输入,输出电阻 。
7,在深负反馈条件下,可用 或,虚短,,虚断,
法估算电路的闭环增益 。
FAf
1.
8．集成运放可以构成加法、减法、积分、微分等多种运算电路。在电路中存在深度负反馈。运放工作在线性放大状态。
可以使用,虚短,和,虚断,的概念对电路进行分析
(1-4)
9,有源滤波器是一种重要的信号处理电路,它可以突出有用频段的信号,衰减无用频段的信号,抑制干扰和噪声信号 。 实际使用时,选择低通,高通,带通或带阻滤波器 。
10,当运放开环工作或引入正反馈时,运放工作在非线性状态 。 其分析方法为,若 U+＞ U- 则 UO=+UOM；
若 U+＜ U- 则 UO=-UOM。
虚断（运放输入端电流 =0）
11,比较器是一种能够比较两个模拟量大小的电路。迟滞比较器具有回差特性。它们是运放非线性工作状态的典型应用。
12,在方波,锯齿波和三角波等非正弦波信号发生器中,运放一般也工作在非线性状态 。 电路由比较器,积分器等环节组成 。
(1-5)
解：根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时存在,来进行判别 。
例 1：判断下图中有哪些反馈回路,是交流反馈还是直流反馈 。
u
u
－
+
1
A
+
∞
R
f
R
o
i
C 2
2
R
1C
交、直流反馈交流反馈注意电容的,隔直通交,作用 ！
2 例题及课后习题
(1-6)
本级反馈 —— 反馈只存在于某一级放大器中级间反馈 —— 反馈存在于两级以上的放大器中例 2：判断下图中的本级反馈与级间反馈
V
V
f
L
+V
CC
+T
R
be
+
e2
R
c2
c1
-
O
-
u
R
f
u
R
R
C
b1
b1
R
b2
C
u
+
-
2
T
1
+
i
u
-
R e1
级间反馈本级反馈本级反馈
(1-7)
u
-
u
R
+
1
f
∞－
-
o
f
o
+
L
i
R
R
R
i
+
+
i
d
A
i
i
i
电流并联负反馈例 3：判断以下各图的反馈类型
R
c1
c2
R
+V
c2
i
-R
O
s
R
-
f
f
1 2
+
+
u
T
i
s
R
R
T
i
CC
i
b
i
u L
e2
电流并联负反馈
(1-8)
电压并联负反馈
+
T
L
R
-
c
u
i
-
b
+
i
CC
+
sR
i
+V
O
u
u
-
s
s
R
R f
f
i
+
_
+V
-
+
cc
i
u
u
O
1
R
R
2
3
R
R
4
R
5
6
R
电流串联负反馈
(1-9)
V
VA
+
+ +
－
∞
+
∞
2
A
1
－
u
i
O
u
1
R
R
2
R
3
R
4
5
R
R
6
u
-
u
R
+
1
f
∞
－
-
o
+
L
R
R
+
+
i
A
+
-
d
u
+
-
f
u
o
i
电压串联负反馈电流串联负反馈
(1-10)
电流并联负反馈引入电流负反馈的目的 —— 稳定输出电流稳定过程,RL? io(ic2)? if? id（ ib）?
io(ic2)?
+
-
R c1
c2R
R f
R e2
R
s
LR
1
T 2T
i
c2
i
f
s
i
u
s
-
u
+
O
+
-
u
i
CC
+V
i
b
u
u
-
1
A
i
i
R
－
+i
+
o
∞
i
d
i
f
i
o
fR
R
L
R
+
+
-
例 4：判断反馈类型，及电路的工作过程。
(1-11)
例 5:图所示电路中，运放 A是理想运放，写出电压 uo的表达式。
解,由虚断知,运放同相输入端的电压为 uI。 又依据虚短,运放反相输入端的电压也是 uI。 由于等电位,所以流过电阻 R的电流为 0,又根据虚断,流过 2R的电流与前者相等,也为 0,所以有：
uo=uI
讨论,在利用,虚短,,,虚断,条件分析电路时要注意：,虚短,是指运放的同相端和反相端之间的净输入电压近似为 0。,虚断,是指流入运放同相端和反相端的净输入电流近似为 0。 容易出现的问题是,误认为运放输出端的电流也是 0。
(1-12)
例 6,Rf=10k?,R2=10k?,UZ=6V,UREF=10V。当输入 ui为如图所示的波形时，画 出输出 uo的波形。
上下限：
V8
2f
f
2f
2
T RZ URR
RU
RR
RU
V3
2f
f
2f
2
T RZ URR
RU
RR
RU
uo
ui0
8V3V
传输特性
+6V
-6V
u
u
u
∞－
A
+
R
-
Z
u +
D
O
+
f
u
R
Z
i
R E F
R 1
R 2
(1-13)
3V
8V
ui
uo
+6V
-6V
uo
ui0
8V3V
传输特性
+6V
-6V
u
u
u
∞－
A
+
R
-
Z
u +
D
O
+
f
u
R
Z
i
R E F
R 1
R 2
(1-14)
例 7：在下图所示电路中，写出输出电压 uO与输入电流 i1和
i2之间的关系式。
)( 2o111 RuRui
)( 3o112 RuRui
)( 2132 32o iiRR RRu
解,设运放 A1的输出信号为 u1，运放 A1的反相输入端信号为 uN1，运放 A2的反相输入端信号为 uN2。两级运放均构成了负反馈，满足,虚短,,,虚断,。
)RuRu(i
21
1
1
o
)RuRu(i
31
1
2
o
o
oo u
RR
RR
R
u
R
uii
32
32
32
21
)ii(
RR
RRu
21
32
32?
o
(1-15)
例 8：运放组成的有源滤波电路如图所示。运放 A1和
A2为理想运放。试求：
)(
)()(
I
o1
su
susA.1
1? )(
)()(
I
o
su
susA.2?
3．判定 A1级和整个电路各组成什么样的滤波电路
1
o1
1
I
1 R
u
jw C
R
u
jw CR
R
su
susA
1)(
)()(
1
1
I
o1
1
w
wjsu
susA
HI
o1
1
1
1
)(
)()(
解,1.
CRw 1H
1?
(1-16)
2,uo= - (uI+uo1)
)1( I
1
1
I u
jw C
R
Ru
H
I
o
1
1
)(
)()(
w
wjsu
susA
CRw 1H
1?其中
3．由以上分析可判定 A1级组成一阶高通有源滤波电路；整个电路组成一阶低通有源滤波电路。
(1-17)
)90s i n ( tRC
tRCu o c o s
t
ui
0
t
uo
0
ts inu i例 9：,求 uo。
dt
duRCu i
o
90°
u
u
o
1
－
C
R
A
i
+
R
+
∞
i
i
C
(1-18)
例 10,设计一个加减运算电路,RF=240k?,使
uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3
解,(1) 画电路。
系数为负的信号从反相端输入，
系数为正的信号从同相端输入。
-
R3 RF
+ +
ui1
uoR
2
R1
ui2
R4
ui3
(1-19)
(2) 求各电阻值。
-
R3 RF
+ +
ui1
uoR
2
R1
ui2
R4
ui3
FRRRRR ////// 3421?
)(
3
3
2
2
1
1
R
u
R
u
R
uRu iii
Fo
k240FR
uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3
k241R
k302R
k123R
k804R
(1-20)
[16.6.3]一负反馈放大电路,|A|=300,|F|=0.01.试问,(1)
闭环电压放大倍数 |Af|?
(2)如果 |A|发生百分之 20的变化,|Af|的相对变化为多少?
f
f
d | A | d | A | 1
A | A | 1 | A F |
Δ f 0 0 0
0 0 0
f
| A | 12 0 4,3 4 ( 5,8 8 )
| A | 1 ( 1 0,2 ) 3 0 0 0,0 1
解,
(2)当放大倍数较小时 当放大倍数较大时
f
| A |( 1 ) | A | 7 5
1 | A F |
Δ Δf
f
| A | | A | 1
A | A | 1 | A F |
| A |
变化后的放大倍数。
(1-21)
[17.2.3]试求下图的放大倍数，设 RF>>R4.
解：
又
(1-22)
[17.2.10]试求下图 uo与 ui1和 ui2之间的关系式,
解,
)uu)(K1(
u)K1(u)K1(
u)
R
KR
1(Ku)K1(
u
R
KR
u)
R
KR
1(u
1i2i
1i2i
1i
1
1
2i
1o
2
2
2i
2
2
o
此电路为高输入阻抗的差动电路,
(1-23)
[17.2.17]图所示电路,电源电压为 15V,ui1=1.1V,ui2=1V,
试问接入输入电压后,输出电压由 0上升到 10V所需的时间,
V2.0)uu(
R
R
u
R
R
u
RR
R
)
R
R
1(u
1i2i
1
F
1i
1
F
2i
32
3
1
F
1o
解,由 A1得上升所用的时间为 1s.
由 A2得
tV10t
CR
u
dtu
CR
1
u
F4
1o
1o
F4
o
(1-24)
[17.2.20]下图所示积分电路,如果 R1=50kΩ,CF=1μ F,输 入波形如 图 所示,试画 出 输 出波形,
ui?-
+ +
R
R2
C
uo
解,
(1-25)
[17.2.22]求下图所示电路的输出电压,
解,i=ic+if
mV)1e(6
u4u
R
R4
u
mV)e1(
2
3
u
t
RC
2
CCo
t
RC
2
c
解之得
C
C
i
CCCi
u2
dt
du
RCu
R
u
dt
du
C
R
uu
(1-26)
第 17章 复习
(结束 )
第 17章 复习
(1-2)
1.集成运放的总体结构
u
u
u
电压放大级 输出级偏置电路
u
o
+
差动输入级
u
u
-
1,内容小结
2．集成运放是一个高增益、直接耦合的多级放大器。
3,将 电子系统输出回路的电量（电压或电流），以一定的方式送回到输入回路的过程称为反馈。
(1-3)
4,负反馈的四种组态：电压串联负反馈,电压并联负反馈,
电流串联负反馈和电流并联负反馈 。
FA
AA
f 1
.
5,负反馈电路的四种不同组态可以统一用方框图加以表示,
其闭环增益的表达式为：
6,负反馈改善放大电路的性能：提高放大倍数的稳定性,减小非线性失真,抑制噪声,扩展频带,改变输入,输出电阻 。
7,在深负反馈条件下,可用 或,虚短,,虚断,
法估算电路的闭环增益 。
FAf
1.
8．集成运放可以构成加法、减法、积分、微分等多种运算电路。在电路中存在深度负反馈。运放工作在线性放大状态。
可以使用,虚短,和,虚断,的概念对电路进行分析
(1-4)
9,有源滤波器是一种重要的信号处理电路,它可以突出有用频段的信号,衰减无用频段的信号,抑制干扰和噪声信号 。 实际使用时,选择低通,高通,带通或带阻滤波器 。
10,当运放开环工作或引入正反馈时,运放工作在非线性状态 。 其分析方法为,若 U+＞ U- 则 UO=+UOM；
若 U+＜ U- 则 UO=-UOM。
虚断（运放输入端电流 =0）
11,比较器是一种能够比较两个模拟量大小的电路。迟滞比较器具有回差特性。它们是运放非线性工作状态的典型应用。
12,在方波,锯齿波和三角波等非正弦波信号发生器中,运放一般也工作在非线性状态 。 电路由比较器,积分器等环节组成 。
(1-5)
解：根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时存在,来进行判别 。
例 1：判断下图中有哪些反馈回路,是交流反馈还是直流反馈 。
u
u
－
+
1
A
+
∞
R
f
R
o
i
C 2
2
R
1C
交、直流反馈交流反馈注意电容的,隔直通交,作用 ！
2 例题及课后习题
(1-6)
本级反馈 —— 反馈只存在于某一级放大器中级间反馈 —— 反馈存在于两级以上的放大器中例 2：判断下图中的本级反馈与级间反馈
V
V
f
L
+V
CC
+T
R
be
+
e2
R
c2
c1
-
O
-
u
R
f
u
R
R
C
b1
b1
R
b2
C
u
+
-
2
T
1
+
i
u
-
R e1
级间反馈本级反馈本级反馈
(1-7)
u
-
u
R
+
1
f
∞－
-
o
f
o
+
L
i
R
R
R
i
+
+
i
d
A
i
i
i
电流并联负反馈例 3：判断以下各图的反馈类型
R
c1
c2
R
+V
c2
i
-R
O
s
R
-
f
f
1 2
+
+
u
T
i
s
R
R
T
i
CC
i
b
i
u L
e2
电流并联负反馈
(1-8)
电压并联负反馈
+
T
L
R
-
c
u
i
-
b
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CC
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sR
i
+V
O
u
u
-
s
s
R
R f
f
i
+
_
+V
-
+
cc
i
u
u
O
1
R
R
2
3
R
R
4
R
5
6
R
电流串联负反馈
(1-9)
V
VA
+
+ +
－
∞
+
∞
2
A
1
－
u
i
O
u
1
R
R
2
R
3
R
4
5
R
R
6
u
-
u
R
+
1
f
∞
－
-
o
+
L
R
R
+
+
i
A
+
-
d
u
+
-
f
u
o
i
电压串联负反馈电流串联负反馈
(1-10)
电流并联负反馈引入电流负反馈的目的 —— 稳定输出电流稳定过程,RL? io(ic2)? if? id（ ib）?
io(ic2)?
+
-
R c1
c2R
R f
R e2
R
s
LR
1
T 2T
i
c2
i
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s
i
u
s
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u
+
O
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u
i
CC
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i
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u
u
-
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A
i
i
R
－
+i
+
o
∞
i
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i
f
i
o
fR
R
L
R
+
+
-
例 4：判断反馈类型，及电路的工作过程。
(1-11)
例 5:图所示电路中，运放 A是理想运放，写出电压 uo的表达式。
解,由虚断知,运放同相输入端的电压为 uI。 又依据虚短,运放反相输入端的电压也是 uI。 由于等电位,所以流过电阻 R的电流为 0,又根据虚断,流过 2R的电流与前者相等,也为 0,所以有：
uo=uI
讨论,在利用,虚短,,,虚断,条件分析电路时要注意：,虚短,是指运放的同相端和反相端之间的净输入电压近似为 0。,虚断,是指流入运放同相端和反相端的净输入电流近似为 0。 容易出现的问题是,误认为运放输出端的电流也是 0。
(1-12)
例 6,Rf=10k?,R2=10k?,UZ=6V,UREF=10V。当输入 ui为如图所示的波形时，画 出输出 uo的波形。
上下限：
V8
2f
f
2f
2
T RZ URR
RU
RR
RU
V3
2f
f
2f
2
T RZ URR
RU
RR
RU
uo
ui0
8V3V
传输特性
+6V
-6V
u
u
u
∞－
A
+
R
-
Z
u +
D
O
+
f
u
R
Z
i
R E F
R 1
R 2
(1-13)
3V
8V
ui
uo
+6V
-6V
uo
ui0
8V3V
传输特性
+6V
-6V
u
u
u
∞－
A
+
R
-
Z
u +
D
O
+
f
u
R
Z
i
R E F
R 1
R 2
(1-14)
例 7：在下图所示电路中，写出输出电压 uO与输入电流 i1和
i2之间的关系式。
)( 2o111 RuRui
)( 3o112 RuRui
)( 2132 32o iiRR RRu
解,设运放 A1的输出信号为 u1，运放 A1的反相输入端信号为 uN1，运放 A2的反相输入端信号为 uN2。两级运放均构成了负反馈，满足,虚短,,,虚断,。
)RuRu(i
21
1
1
o
)RuRu(i
31
1
2
o
o
oo u
RR
RR
R
u
R
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32
32
32
21
)ii(
RR
RRu
21
32
32?
o
(1-15)
例 8：运放组成的有源滤波电路如图所示。运放 A1和
A2为理想运放。试求：
)(
)()(
I
o1
su
susA.1
1? )(
)()(
I
o
su
susA.2?
3．判定 A1级和整个电路各组成什么样的滤波电路
1
o1
1
I
1 R
u
jw C
R
u
jw CR
R
su
susA
1)(
)()(
1
1
I
o1
1
w
wjsu
susA
HI
o1
1
1
1
)(
)()(
解,1.
CRw 1H
1?
(1-16)
2,uo= - (uI+uo1)
)1( I
1
1
I u
jw C
R
Ru
H
I
o
1
1
)(
)()(
w
wjsu
susA
CRw 1H
1?其中
3．由以上分析可判定 A1级组成一阶高通有源滤波电路；整个电路组成一阶低通有源滤波电路。
(1-17)
)90s i n ( tRC
tRCu o c o s
t
ui
0
t
uo
0
ts inu i例 9：,求 uo。
dt
duRCu i
o
90°
u
u
o
1
－
C
R
A
i
+
R
+
∞
i
i
C
(1-18)
例 10,设计一个加减运算电路,RF=240k?,使
uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3
解,(1) 画电路。
系数为负的信号从反相端输入，
系数为正的信号从同相端输入。
-
R3 RF
+ +
ui1
uoR
2
R1
ui2
R4
ui3
(1-19)
(2) 求各电阻值。
-
R3 RF
+ +
ui1
uoR
2
R1
ui2
R4
ui3
FRRRRR ////// 3421?
)(
3
3
2
2
1
1
R
u
R
u
R
uRu iii
Fo
k240FR
uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3
k241R
k302R
k123R
k804R
(1-20)
[16.6.3]一负反馈放大电路,|A|=300,|F|=0.01.试问,(1)
闭环电压放大倍数 |Af|?
(2)如果 |A|发生百分之 20的变化,|Af|的相对变化为多少?
f
f
d | A | d | A | 1
A | A | 1 | A F |
Δ f 0 0 0
0 0 0
f
| A | 12 0 4,3 4 ( 5,8 8 )
| A | 1 ( 1 0,2 ) 3 0 0 0,0 1
解,
(2)当放大倍数较小时 当放大倍数较大时
f
| A |( 1 ) | A | 7 5
1 | A F |
Δ Δf
f
| A | | A | 1
A | A | 1 | A F |
| A |
变化后的放大倍数。
(1-21)
[17.2.3]试求下图的放大倍数，设 RF>>R4.
解：
又
(1-22)
[17.2.10]试求下图 uo与 ui1和 ui2之间的关系式,
解,
)uu)(K1(
u)K1(u)K1(
u)
R
KR
1(Ku)K1(
u
R
KR
u)
R
KR
1(u
1i2i
1i2i
1i
1
1
2i
1o
2
2
2i
2
2
o
此电路为高输入阻抗的差动电路,
(1-23)
[17.2.17]图所示电路,电源电压为 15V,ui1=1.1V,ui2=1V,
试问接入输入电压后,输出电压由 0上升到 10V所需的时间,
V2.0)uu(
R
R
u
R
R
u
RR
R
)
R
R
1(u
1i2i
1
F
1i
1
F
2i
32
3
1
F
1o
解,由 A1得上升所用的时间为 1s.
由 A2得
tV10t
CR
u
dtu
CR
1
u
F4
1o
1o
F4
o
(1-24)
[17.2.20]下图所示积分电路,如果 R1=50kΩ,CF=1μ F,输 入波形如 图 所示,试画 出 输 出波形,
ui?-
+ +
R
R2
C
uo
解,
(1-25)
[17.2.22]求下图所示电路的输出电压,
解,i=ic+if
mV)1e(6
u4u
R
R4
u
mV)e1(
2
3
u
t
RC
2
CCo
t
RC
2
c
解之得
C
C
i
CCCi
u2
dt
du
RCu
R
u
dt
du
C
R
uu
(1-26)
第 17章 复习
(结束 )
