一:比例运算电路 |
定义:将输入信号按比例放大的电路,称为比例运算电路。 分类:反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。(按输入信号加入不同的输入端分) 比例放大电路是集成运算放大电路的三种主要放大形式 |
(1)反向比例电路 |
输入信号加入反相输入端,电路如图(1)所示: |
输出特性:因为: ,![](../img/eep-analog/analog-30483nioot3ywfyl.jpg) 所以:![](../img/eep-analog/analog-30484myv03tum2dk.jpg)
![](../img/eep-analog/analog-30485nciwvs33x3w.jpg) | ![](../img/eep-analog/analog-30486yv0qcpammm0.jpg)
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从上式我们可以看出:Uo与Ui是比例关系,改变比例系数 ,即可改变Uo的数值。负号表示输出电压与输入电压极性相反。 |
反向比例电路的特点: (1)反向比例电路由于存在"虚地",因此它的共模输入电压为零.即:它对集成运放的共模抑制比要求低 (2)输入电阻低:ri=R1.因此对输入信号的负载能力有一定的要求. (2)同相比例电路 |
输入信号加入同相输入端,电路如图(2)所示: 输出特性:因为: (虚短但不是虚地); ;![](../img/eep-analog/analog-30489rphfxbev3n5.jpg) |
所以:![](../img/eep-analog/analog-3049013xrc12rubp.jpg) 改变Rf/R1即可改变Uo的值,输入、输出电压的极性相同 同相比例电路的特点: | ![](../img/eep-analog/analog-304910gmoljrxmzf.jpg)
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(1)输入电阻高;(2)由于 (电路的共模输入信号高),因此集成运放的共模抑制比要求高 |
(3)差动比例电路 | ![](../img/eep-analog/analog-3049231iw4acfd0i.jpg)
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输入信号分别加之反相输入端和同相输入端,电路图如图(3)所示: 它的输出电压为:![](../img/eep-analog/analog-304930neitorfnx2.jpg) |
由此我们可以看出它实际完成的是:对输入两信号的差运算。 |
二:和、差电路 |
(1)反相求和电路 ![](../img/eep-analog/analog-304941dpqkngqwvm.jpg)
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它的电路图如图(1)所示:(输入端的个数可根据需要进行调整)其中电阻R'为:![](../img/eep-analog/analog-30495kokjealcpoj.jpg) |
它的输出电压与输入电压的关系为:![](../img/eep-analog/analog-30496zwnkgs3ckl2.jpg) 它可以模拟方程: 。它的特点与反相比例电路相同。它可十分方便的某一电路的输入电阻,来改变电路的比例关系,而不影响其它路的比例关系。 |
(2)同相求和电路 | |
它的电路图如图(2)所示:(输入端的个数可根据需要进行调整) ![](../img/eep-analog/analog-30498jqx2aqv3ao5.jpg)
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它的输出电压与输入电压的关系为: 。它的调节不如反相求和电路, 而且它的共模输入信号大,因此它的应用不很广泛。 |
(3)和差电路 | |
它的电路图如图(3)所示: 此电路的功能是对Ui1、Ui2进行反相求和,对Ui3、Ui4进行同相求和,然后进行的叠加即得和差结果。 ![](../img/eep-analog/analog-30500wvol0ahkqck.jpg)
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它的输入输出电压的关系是: 。 由于该电路用一只集成运放,它的电阻计算和电路调整均不方便,因此我们常用二级集成运放组成和差电路。它的电路图如图(4)所示 |
它的输入输出电压的关系是:
![](../img/eep-analog/analog-30501bowpwuh543l.jpg) 它的后级对前级没有影响(采用的是理想的集成运),它的计算十分方便。 ![](../img/eep-analog/analog-30502wfzxjrlqacq.jpg)
三:积分电路和微分电路 | (1)积分电路 它可实现积分运算及产生三角波形等。积分运算是:输出电压与输入电压呈积分关系。它的电路图如图(1)所示:它是利用电容的充放电来实现积分运算 | ![](../img/eep-analog/analog-30503r5vn00znmq1.jpg)
| 它的输入、输出电压的关系为: 其中: 表示电容两端的初始电压值. | 如果电路输入的电压波形是方形,则产生三角波形输出。 | (2)微分电路 微分是积分的逆运算,它的输出电压与输入电压呈微分关系。电路图如图(2)所示: | ![](../img/eep-analog/analog-30506cqf1bfxb4pb.jpg)
| 它的输入、输出电压的关系为:![](../img/eep-analog/analog-30507kvszpw4nxr4.jpg)
| 四:对数和指数运算电路 | (1)对数运算电路 对数运算电路就是是输出电压与输入电压呈对数函数。我们把反相比例电路中Rf用二极管或三级管代替级组成了对数运算电路。电路图如图(3)所示: | ![](../img/eep-analog/analog-30508h2iis3ibudh.jpg) | 它的输入、输出电压的关系为: (也可以用三级管代替二极管) | (2)指数运算电路 指数运算电路是对数运算的逆运算,将指数运算电路的二极管(三级管)与电阻R对换即可。电路图如(4)所示 | ![](../img/eep-analog/analog-305105rnwht0xqin.jpg) | 它的输入、输出电压的关系为:![](../img/eep-analog/analog-305111fujj25prxs.jpg) 利用对数和指数运算以及比例,和差运算电路,可组成乘法或除法运算电路和其它非线性运算电路 |
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