运放组成的加减乘除等运算电路.ppt

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1、集成运放组成的运算电路第7章小结7.1概述7.2基本运算电路7.3对数和指数运算电路7.4集成模拟乘法器7.5除法运算电路运算放大器的两个工作区域（状态）：线性区和非线性区。1.运放的电压传输特性：设：电源电压±VCC=±10V。运放的AVO=104│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。AVO越大，线性区越小，当AVO→∞时，线性区→07.1概述│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。2.理想运算放大器：开环电压放大倍数AV0=∞差摸输入电阻Rid=∞输出电阻R0=0为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：理想运放工作在线性区的条件：电路中

2、有负反馈！运放工作在线性区的分析方法：虚短（U+=U-）虚断（ii+=ii-=0）3.线性应用4.非线性应用运放工作在非线性区的特点：运放工作在非线性区的分析方法在下一章讨论正、负饱和输出状态电路中开环工作或引入正反馈！7.2基本运算电路7.2.1比例运算7.2.2加法与减法运算7.2.3微分与积分运算7.2.4基本运算电路应用举例7.2.1比例运算一、反相比例运算运算放大器在线性应用时同时存在虚短和虚断虚断虚地为使两输入端对地直流电阻相等：R2=R1//Rf平衡电阻特点：1.为深度电压并联负反馈，Auf=Rf/R12.输入电阻较小Ri

3、fRifRif=R13.uIC=0，对KCMR的要求低u+=u-=0虚地(1)基本电路(2)T形网络反相比例运算电路根据“虚地”的概念，有T形网络等效为一个反馈电阻此时同相输入端的补偿电阻二、同相比例运算特点：1.为深度电压串联负反馈，Auf=1+Rf/R12.输入电阻大Rif=3.，对KCMR的要求高uIC=uiu+=u-=uI(1)基本电路(2)电压跟随器此时有值得注意的是，电压跟随器反馈系数F=1，反馈深度深，输入电阻高，输出电阻低，常用作阻抗变换或缓冲级。同相比例运算电路有输入电阻高的特点，但输入共模信号电压高，对集成运放

4、的共模抑制比要求也高。另一方面如果共模电压超过允许的数值，电路也无法正常工作。当R1=，Rf=0时，三、差分比例运算电路为了保证运放两个输入端对地的电阻平衡，同时为了避免降低共模抑制比，通常要求在理想情况下，由于“虚断”，利用叠加定理可求得反相输入端的电压为而同相输入端的电压为因为“虚短”，即差分比例运算电路的电压放大倍数为又可以写成电路元件参数对称，差分比例运算电路的差模输入电阻为四、比例运算电路的应用(1)电压-电流变换电路(2)电流-电流变换电路7.2.2加法与减法运算一、加法运算1.反相加法运算R3=R1//R2//RfiFi

5、1+i2若Rf=R1=R2则uO=(uI1+uI2)根据“虚短”,“虚断”和“虚地”的概念有：例7.2.1解：R2//R3//R4=R1//Rf若R2=R3=R4，则uO=uI1+uI2Rf=2R12.同相加法运算例7.2.2解：根据“虚短”,“虚断”和“虚地”的概念有：法1：利用叠加定理uI2=0uI1使：uI1=0uI2使：一般R1=R1；Rf=RfuO=uO1+uO2=Rf/R1(uI2uI1)法2：利用虚短、虚断uo=Rf/R1(uI2uI1)减法运算实际是差分电路二、减法运算(1)单运放减法运算电路解：例7.2.3(2

6、)双运放减法运算电路多级集成运放相连时，后级对前级基本不影响7.2.3反相输入运算电路的一般规律1.正函数型的反相运算电路输入回路采用函数元件1,使反馈回路采用电阻元件22.反函数型的反相运算电路输入回路采用电阻元件1反馈回路采用函数元件2,使得一、积分运算=当uI=UI时，设uC(0)=0时间常数=R1Cf积分电路输出电压波形：tuIOtuOO7.2.4微分与积分运算(1)基本积分运算电路(2)求和积分运算电路在上述基本的积分运算电路基础上，增加若干个输入回路就构成求和积分运算电路。(3)积分电路存在的问题产生积分漂移(4)积分电路的

7、应用①把积分电路的输出电压作为电子开关或其他类似装置的输入控制电压，则积分电路可以起延时作用。②可以用作波形变换电路，把输入的方波信号变换为三角波。③积分电路可以用在模-数转换装置中，把电压量转化为与之成比例的时间量。它可以使正弦输入信号移相，也用作波形变换电路，把输入的方波信号变换为三角波。例7.2.4解：R2=Rf虚地虚断RfC1=—时间常数微分电路输出电压:二、微分运算uItOuOtO(1)基本微分运算电路(2)改进型的微分运算电路图中输入回路的电阻限制了噪声干扰和突变的输入信号。且的引入，加强了负反馈的作用。反馈电路引入和并联是

8、用来进行相位补偿的。适当的选取电路参数能使电路稳定工作。7.2.5基本运算电路应用举例例7.2.5测量放大器(仪用放大器)同相输入同相输入差分输入uo1uo2对共模信号：uO1=uO2则uO=