第二十次重难点

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    五一小长假看推送的小伙伴明显减少，不过前十次重难点的推送阅读量却见增加，看来很多童鞋已经开始复习喽。
    这次重难点推送运算放大器的线性应用，不管是上周就上完课，还是今天刚刚学完，运放的线性应用都不陌生。

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集成运算放大器是采用一定制造工艺将大量半导体三级管、电阻、电容等元件以及它们之间的连线制作在同一小块单晶硅的芯片上，并具有一定功能的电子电路。

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这次课需要掌握集成运放的传输特性、理想运放的特性，以及基本的同相放大器、反相放大器、加法电路、减法电路、积分电路和微分电路。

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重点1运放的传输特性    传输特性曲线如下图，线性区

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    由于运放的电压增益值很高，容易导致电路性能不稳定，并且线性区非常窄，为了使集成运放所组成的各种应用电路能稳定地工作在线性区，必须引入负反馈。

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  若运放没有引入负反馈，也就是运放处于开环或是正反馈的状态下，运放工作在非线性区，这时，运放的输出量为正饱和值或负饱和值，当V+>V-,Vo=+VOH;当V+OL。
重点2虚短和虚断的特性   理想运放的特性是开环电压增益视为无穷；输入电阻视为无穷；输出电阻视为零。由此，当运放工作在线性区时，可将同向输入端和反向输入端电压视为相等，V+=V-，称为“虚短”；由于输入电阻也视为无穷，因此输入电流可视为零，id=0，也就是i+=0,i-=0,称为“虚断”。
注意：
    “虚”字，都不是真正的短路和断路，只是在计算时，将电压视为相等，电流视为零，实际中没有短路和断路的现象。
重 点 3运算电路的分析      运算电路是运放引入深度负反馈，这时的运放工作在线性区，具有“虚短”和“虚断”的两大特点，这也是分析运算电路的基本出发点。
    大家记住以下几个基本的运算电路，有助于求解复杂的运算电路。

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一大拨例题来袭

◆◆例1◆◆

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答案如下

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◆◆例2◆◆
电路如图所示，设运放为理想运放。
（1）求解输出电压和输入电压的运算关系；
（2）设电容电压在t=0时为0V，画出输出电压的波形。

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答案如下

1
集成运放的两个输入端电位为零,R1上流过的电流
                             

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R2和C支路上流过的电流和R1电流相等，输出电压的数值是R2和C的电压之和，表达式为：

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参数代入后得到：



2
    上式可以看出，输出电压由两部分组成。第一部分是


   第二部分是积分运算；首先要计算出输入电压在每次跃变时输出电压的数值。由于输入电压在一段时间内是常数，因此输出电压表达式可以表示为：


于是得到如下波形：

最终输出的波形应该是前面两个的叠加：


◆◆例3◆◆





解题思路：本题中的运算放大器A1、A2、A3均引入了负反馈。运算放大器A1构成的是减法电路，是利用差分输入求和电路实现减法运算。运算放大器A2构成积分运算。运算放大器A3构成的是反相比例运算电路，只是反馈支路中包含了二极管，这里需要考虑二极管的工作状态。如果二极管是处于导通状态，那么二极管等效于一根导线，电阻R9被短路，运算放大器A3的反馈支路就只有R8；若二极管是处于截止状态，那么二极管等效于断路，运算放大器A3的反馈支路就是R8和R9串联了。


答案如下










小伙伴们，来抢答喽

今天的抢答题就是六道选择题，留言区等着大家哦(^_?)☆
A 反相比例运算电路
B 同相比例运算电路
C 积分运算电路  
D 微分运算电路  
E加法运算电路
选择一个合适的填入空中：
（1）要实现电压增益为-10倍的放大电路，应选用（   ）；
（2）要将方波电压转换成三角波电压，应选用（     ）；
（3）要将正弦波电压叠加一个直流量，应选用（     ）；
（4）要将三角波电压转换成方波电压，应选用（     ）；
（5）要将正弦波电压移相+90度，应选用（      ）；
（6）要将方波电压转换成尖顶波电压，应选用（      ）。


—END—