运算电路的基本定义和运算电路经典基本电路图

发表于 2017-05-10 09:15:31 收藏 已收藏
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运算电路的基本定义和运算电路经典基本电路图

发表于 2017-05-10 09:15:31

   运算电路

  集成运放是一个已经装配好的高增益直接耦合放大器,加接反馈网络以后,就组成了运算电路特点 运算电路的输入输出关系,仅仅决定于反馈网络;因此只要选取适当的反馈网络,就可以实现所需要的运算功能,如比例、加减、乘除、微积分、对数等。2 这样的运算电路,被广泛地应用于对模拟信号进行 各种数学处理,称之为模拟运算电路。3 模拟运算电路通常表现输入/输出电压之间的函数关系

     运算电路经典基本电路图

  (1)反相比例运算电路

  电路如下图所示,其中电阻R引入反相输入信号Ui,电阻Rf引入深度负反馈,使运放工作于线性区,根据前述的两个分析依据,很容易可以推出:

  Up = Un = 0V(即同相和反相输入端皆为虚地)

  运算电路的基本定义和运算电路经典基本电路图

  Au = Uo / Ui = - Rf / R

  由式可知为反相比例运算电路,

  若Rf = R,则Au =-1,即为反相器。












  (2)同相比例运算电路

  电路如上图所示,图中电阻R’引入同相输入信号Ui,电阻Rf引入深度负反馈,使运放工作于线性区,根据前述的两个分析依据,很容易可以推出

  Up = Un = Ui

  Au = Uo / Ui = 1+ Rf / R

  由式可知为同相比例运算电路。若Rf =0或 R= ∞,则Au =1,即为电压跟随器。参见下图『电压跟随器』

  运算电路的基本定义和运算电路经典基本电路图

  









(3)反相求和运算电路


  如果在反相输入端增加若干输入电路运算电路的基本定义和运算电路经典基本电路图(如下图所示),则构成反相求和(加法)运算电路。同样容易得出,当R1 = R2 = R3 = Rf时,Uo = -(Ui1+Ui2+Ui3)

  
















(4)同相求和运算电路

  运算电路的基本定义和运算电路经典基本电路图

  如果在同相输入端增加若干输入电路(如左图所示),则构成同相求和运算电路。

  容易得出,分析此电路时可先运用节点电压法求出Up,则Uo = (1+Rf / R) x Up。

  (5)差分比例运算电路

  运算电路的基本定义和运算电路经典基本电路图如果在同相和反相输入端分别加上输入信号(如左图所示),则构成差分比例运算电路。

  分析此电路可得,Uo = (Ui2- Ui1) x Rf / R。

  若使Rf = R,则Uo = Ui2 -Ui1,即为减法运算。

  








(6)积分运算电路

  运算电路的基本定义和运算电路经典基本电路图

  与反相比例运算电路相比,用电容C代替电阻Rf作为负反馈元件(如左图所示),就成为积分运算电路。

  容易得出,Uo = -1/(RC)×∫Ui dt, 其中RC为积分时间常数。

  

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