集成运放线性应用电路的分析方法
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[ 参考文献] [ 1] 雷敏, 王志中. 肌电假 肢控 制中 的表面 肌电 信号的 研究
进展与展望[ J] . 中国医疗器械, 2001, ( 3) . [ 2] Stashuk D. EM G signal decomposition: how can it be ac-
complished and used [ J] . Journal of Electromyo graphy and K inesiology, 2001, ( 11) : 151- 173. [ 3] E. L . M orin. Identify ing t he EM G- force relationship. IEEE EM BS and CM BEC. 1995: 1397- 1398. [ 4] Xu Z Q, Xiao S J. Digital filter design for peak detection of surface EM G[ J] . Journal of Electromyogr aphy and K ines-i ology , 2000, ( 10) : 275- 281.
将它们代入( 1) 式, 得:
ui R1
=
-
uo Rf
,
即
uo
=
-
Rf R1
ui
2. 2 利用叠加原理的分析方法 叠加原理可以应用于任何线性电路中, 运放的
线性应用电路也不例外。这种分析方法适用于对较
复杂运放线性应用电路的分析, 例如对运放反相求 和电路的分析, 使用叠加原理分析方法可以使分析 过程简单化。
1+
Rf R1
ui=
1+
Rf R1
u+
( 2)
只要求出图 6 所示电路中的 u+ , 代入上式就可
得出图 6 所示电路输出电压与输入电压的关系式。
( 下转 53 页)
第 10 卷# 第 1 期
路红娟: EM G 控制系统中放大器电路设计
2010 年 2 月
D 端的输出二进制信号可以输入功率晶体管电 路对电动机中的电流进行控制, 驱动电路图 7。
Q Q uo1=
-
1 R1 C
ui1 dt = -
ui1 dt
由反相求 和电路输出电 压与输入电压的 关系
有:
uo = - R4
uo1 R2
+
ui2 R3
Q =
-
R4 R2
@
-
ui1 dt
-
R4 R3
u
i2
Q = 5 ui1 dt- 5ui2
# 53 #
1中图分类号2 T N722
1文献标识码2 A
1文章编号2 1674- 3229( 2010) 01- 0049- 02
1 运放的线性应用
集成运算放大器简称集成运放或运放。本文介 绍运放线性应用电路的分析方法, 掌握了分析方法, 对任何运放线性应用电路的分析就很容易了。对运 放线性应用电路分析目的, 就是找出电路中输出电 压与输入电压之间的关系式。
( 上接 50 页)
图 6 中 u+ = RcR+dRdui , 所以图 6 所示电路 uo =
1+
Rf R1
#RcR+dRd ui。
+
R2
R134 + R134
ui2
+
R3
R124 + R124
ui3
整理得:
uo =
Rp RN
#Rf
#
u i1 R1
+
ui2 R2
+
ui3 R3
式中 R 234 = R2PPR3PPR4 , R134 = R1PPR3PPR 4 , R124 = R1PPR2PPR4 , RP= R1PPR2PPR 3PPR4 , RN = RPPR f 。
=
u R
i 1
,
if =
u-
Rf
uo =
-
uo Rf
[ 收稿日期] 2009- 12- 20 [ 作者简介] 马连生( 1952- ) , 男, 廊坊师范学院物理与电子信息学院高级讲师, 从事大 学物理实验教学与研究。
# 49 #
2010 年 2 月
廊坊师范学院学报( 自然科学版)
第 10 卷# 第 1 期
uo = - Rf
ui1 R1
+
ui2 R2
+
u i3 R3
2. 3 灵活分析法
灵活分析法是借用单元电路的结论, 需要熟悉
运放各种单元线性应用电路的结论。现以图 6 和图
7 以及图 8 所示电路为例进行介绍。
图 6 所示电路可以借用图 1 所示电路的结论。
图 1 所示输出电压与输入电压的关系为:
uo =
-
Rf R2
ui2
ui3 单独作用时电路如图 5 所示。
R f 对任何输入信号均引入深度电压并联负反 馈, 使运放工作在线性区, 即电路为运放线性应用电 路。
上述电路可以利用基本分析方法即虚断和虚短 进行分析, 不过分析过程复杂, 利用叠加原理分析法 进行电路分析, 分析过程简单。
所谓利用叠加原理对电路进行分析, 就是分别 分析出每个输入信号单独作用时的输出电压, 然后 将它们叠加得出信号共同作用时的输出电压。
MA Lian-sheng
= Abstract> It is very important not only in the engineering application but also in the theoretical r esearch, at the same time, it is ver y difficult to master it. T he flex ible analy tical method for the integrated operation amplifier linear application circuit is introduced, which can simplify the analysis. = Key words> operation amplifier; linear applicat ion; analytical method
u
i1
+
R2
R134 + R134
ui2
+
R3
R124 + R124
ui3
那么图 7 所示电路的输出电压表达式为:
uo=
1+
Rf R1
u+ =
1+
Rf R1
#
R1
R234 + R234
ui1
图中 A 1 为基本积分电路, A2 为反相求和电路,
两电路均属于运放的线性应用电路。由积分电路输
出电压与输入电压的关系有:
2010 年 2 月 第 10 卷第 1 期
廊坊师范学院学报( 自然科学版) Journal of Langfang T eachers College( N aturnal Science Edition)
F eb. 2010 V ol. 10 No. 1
集成运放线性应用电路的分析方法
马连生
( 廊坊师范学院, 河北 廊坊 065000)
析等。 例如: 反相比例运算电路的分析
Rf 形成深度电压并联负反馈, 使运放工作在线
性区, 即电路为运放线性应用电路。 由 i+ = i- = 0, 有:
i1 = if
( 1)
u+ = 0
由 u+ = u- , 而 u+ = 0, 则 u- = 0( 虚地)
因 u- = 0, 则有:
i1 =
ui- uR1
由 u+ = u- , 有 u- = 0( 虚地)
由 u- = 0, 则 i23 = 0, 即电路中电阻 R23 = R 2PPR3
= ] , 即电路中 R 23 为断路, 那么电路为图 1 所示电
路, 所以有 uo1 =
-
Rf R1
ui1
ui2 单独作用时电路如图 4 所示。
利用对图 3 分析的结果得 uo2 =
ui1 单独作用时电路如图 3 所示。
图 3 中输出电压与输入电压的关系可以利用虚 断和虚短经分析得出。
由 i+ = i- = 0, 有: u+ = 0 i1 + i23 = if # 50 #
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利用对图 3 分析的结果得 uo3 =
-
Rf R3
ui3
利用叠加原理得图 3 所示电路输出电压与输入
电压的关系为:
运放线性应用 的重要特征是 电路中具有负反 馈, 即电路的输出端与输入回路之间具有负反馈网 络, 这种负反馈网络可以跨接在单运放之间, 也可以 跨接在多运放之间。
2 运放的线性应用电路的分析方法
2. 1 利用虚断和虚短的分析方法 运放线性应用电路的基本分析方法是利用虚断
和虚短 对电路 进行分 析, 即虚 断( i+ = i- ) 和虚短 ( u+ = u- ) 。这种方法适用于对简单的运放线性应 用电路的分析, 如反相比例运算电路分析、同相比例 运算电路分析、基本微分电路分析、基本积分电路分
图 8 所示电路为某高校研究生入学考试题目,
要求求出输出电压与输入电压的关系, 设电容初始
电压为零。
图 7 所示电路可以借用图 1 所示电路的结 论。只要求出图 7 所示 电路 中的 u+ , 代 入( 2) 式 就可得出图 7 所示电路输出电压 与输入电压的关 系式。
