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[经验] 基于TI器件的电子竞赛常用模拟系统设计与实践(第一部分)

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发表于 2021-1-25 16:54:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
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本帖最后由 qwqwqw2088 于 2019-6-17 11:56 编辑

基于TI器件的电子竞赛常用模拟系统设计与实践

第1课  理想运放的模型与求解方法   
   第2课  主要运放参数与运放类型      
   第3课  基本放大电路                    
   第4课  运放外部调零电路            
   第5课  运放构成的衰减器               
   第6课  基于运放的放大电路设计要点
   第7课  程控放大器的实现方法           
   第8课  模拟开关和运放组成的程控放大器设计


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第1课   理想运放的模型与求解方法


    在分析集成运放的各种应用电路时,常常将其中的基础运算放大器看成一个理想运算放大器,将集成运放的几个主要指标理想化后分析,从而简化电路的分析过程。
    1.理想运放的模型
    理想运放的模型如图1.1.1所示,运放理想化后认为其满足:
    (1)输入电阻Ri=∞;
    (2)输出电阻Ro=0;
    (3)电压放大倍数K=∞;

1.jpg


图1.1.1  理想运放模型


    由理想化的条件,可以得出理想运放的两条基本规则:
    (1)由于K=∞而输出电压uo为有限值,所以ui=uo/K≈0,即两个输入端可近似为短路(虚短);在同相输入端接地时,反相输入端与地几乎同电位(虚地)。
    (2)由于Ri=∞,所以输入电流接近于零。此时,输入端可以近似看成断路(虚断路)。
    2.运放的计算方法
    理想运放的两条基本规则是分析含有理想运放电路的依据。合理应用这两条规则,并与节点的基尔霍夫电流定律(KCL)、节点电压法和叠加定理结合起来加以运用,是分析理想运放电路的有效方法。
    【例】如图1.1.2电路所示,求其输出电压uo。


图1.1.2


    (1)法一:根据节点列写KCL方程。
    由虚断的慨念,有i+=i-=0,则i1=i2,i3=i4,所以
                            (1.1.1)
    由虚短的慨念,有u+=u-,则
                               (1.1.2)
    (2)法二:节点电压法。
    对节点1和节点2列出节点电压方程,得
                            (1.1.3)
    由虚短的慨念,有u+=u-,同样得到式(1.1.2)的结果。
    注意:在法一和法二中,由于运放输出电流未知,所以不可列写运放输出端的KCL方程或节点电压方程;在法二中,运放输出uo应当成独立电压源看待。
    (3)法三:叠加定理。
    当有多路信号输入时,选择叠加定理进行求解可简化分析和运算过程。输出信号uo的大小可看成由u1和u2单独作用所得输出信号的叠加。
    当u1单独作用时,u2端接地,运放输出为
                                     (1.1.4)
    当u2单独作用时,u1端接地,运放输出为
                                     (1.1.5)
    所以,运放最终输出为
                         (1.1.6)


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