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

xxl1925

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=∞；

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)

M前方

写的很详细，很有用

单东菱

这个理论确实有用，之前没明白的现在终于懂了

余平平

M前方 发表于 2019-4-20 18:51
写的很详细，很有用

今年暑假准备参加电赛，这篇文章慢慢都是干货，没有一句废话，真的是太好了，已转发，期待楼主的再次更新。点赞！点赞!

余平平

今年暑假准备参加电赛，这篇文章满满的都是干货，没有一句废话，真的是太好了，已转发，期待楼主的再次更新。点赞！点赞!

渊哥321

我会一直追随楼主的脚步的，望可以派上用场。

脩行ing

分析到位！下一课还有吗？

zhangpersist

感谢楼主分享，东西很实用，会持续关注

a464525151

九层之台,起于垒土。再回首，加以牢固。期待后续。

Mars-ljh

写的很详细，解决了一些困惑

liujie

“虚短”应该是在有负反馈的前提下，是不是应该注意一下呢

丹江口

方法总结得很好，感觉还是很有收获，不过可以再讲解一下复杂一点大的电路，比如有电感电容二极管三极管的运放电路。

derekchen

讲的还挺通俗易懂的

HYxy

M前方 发表于 2019-4-20 18:51
写的很详细，很有用

确实很好