运算放大器的基本运算电路

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,（一）反相比例运算电路,（二）同相比例运算电路,二、运算放大器的基本运算电路,（三）加法运算,（四）减法运算,二、运算放大器的基本运算电路,1电路,R,f,反馈电阻，接在输出端与反相端之间，构成深度负反馈。,（一）反相比例运算电路,R,1,输入电阻。,R,b,平衡电阻，,R,b,=,R,1,/,R,f,。保证两个输入端的外接电阻平衡，使电路处于平衡对称的工作状态，输入信号从反相输入端与地之间加入。,A,UF,反相比例运算电路的电压放大倍数亦称为闭环放大倍数。,二、运算放大器的基本运算电路,2分析,根据理想运放的结论 2（虚断），所以,U,N,=0，反相输入端可看作是地，称为虚地。,I,N,=,I,P,=0，两输入端电流为 0，即,I,N,=0，可得出：,I,f,=,I,1,和,U,N,=0，根据结论 1，,U,P,=,U,N,，因为,U,P,=0,可得关系式,（虚地）,（虚地）,二、运算放大器的基本运算电路,所以,即,小结：,（1）反相比例运算电路的放大倍数仅由外接电阻,R,f,和,R,1,的比值决定，与运放本身参数无关。,（虚断，,I,f,=,I,1,）,（2）输出电压与输入电压相位相反，大小成一定比例关系，即完成了对输入信号的比例运算。,（3）对反相比例运算放大器，根据理想条件,U,P,=,U,N,=0，即反相端电位等于 0，称为“虚地”。虚地并非真正接地，不能将反相端看作与地短路。“虚地”是反相输入运算放大器的重要特点。,二、运算放大器的基本运算电路,1电路,（二）同相比例运算电路,信号从同相端输入，反馈信号加在反相端，,R,b,为平衡电阻且,R,b,=,R,1,/,R,f,2根据理想运放的两个特点有,U,P,=,U,N,=,U,i,（虚短、虚断）,I,f,=(,U,i,-,U,o,)/,R,f,I,1,=,-,(,U,i,/,R,1,),I,1,=,I,f,（虚断）,可得,U,o,=(,R,1,+,R,f,)/,R,1,U,i,或,二、运算放大器的基本运算电路,3小结,（1）输出电压与输入电压成比例，且相位相同，所以称同相比例运算放大器。,（,3,）,R,f,/,R,1,比值必为正，所以闭环增益大于1或等于,1,（仅当,R,f,=,0,时等于1）。,（2）同相比例运算放大器的闭环电压放大倍数只与外接电阻,R,1,和,R,f,有关，只要保证其阻值精确，就能得到精确和稳定性能都很高的闭环放大倍数。,二、运算放大器的基本运算电路,1电路特点,在反相比例运算放大器的基础上增加几个输入支路所构成。,（三）加法运算,二、运算放大器的基本运算电路,2分析,根据理想运,放特点，,I,N,=0 和,U,N,=0，可得如下关系式,其中，,同理,（虚断）,（虚地）,所以,二、运算放大器的基本运算电路,表明，输出电压等于各输入电压按不同比例相加之和，如果取,则可化简为,若取,R,f,=,R,，则,上式说明，输入电压等于各输入电压之和，完成了信号的加法运算。平衡电阻,二、运算放大器的基本运算电路,例3用反相加法器实现,Y,=,-(,5,X,1,+,X,2,+4,X,3,),的运算，要求输入电阻不低于4 k,，试选定电阻的值。,解：将式,与式,比较可得,即取,选定,则,则平衡电阻,二、运算放大器的基本运算电路,1电路,（四）减法运算,二、运算放大器的基本运算电路,2分析,在运算放大器的同相输入端和反相输入端都加入信号时，则反相比例运算和同相比例运算同时进行，根据理想运算放大器的两个结论，可得,整理两式得,（虚断）,化简上式为,当 时，,当外电路的电阻满足平衡对称条件时,二、运算放大器的基本运算电路,（虚短）,3结论,输出电压,U,o,与两个输入电压的差值(,U,i1,-,U,i2,)成正比，即电路实现了减法运算。,二、运算放大器的基本运算电路,