運算放大器的基本運算電路.ppt

一 反相比例運算電路 二 同相比例運算電路 二 運算放大器的基本運算電路 三 加法運算 四 減法運算 二 運算放大器的基本運算電路 1 電路 Rf 反饋電阻 接在輸出端與反相端之間 構(gòu)成深度負反饋 一 反相比例運算電路 R1 輸入電阻 Rb 平衡電阻 Rb R1 Rf 保證兩個輸入端的外接電阻平衡 使電路處于平衡對稱的工作狀態(tài) 輸入信號從反相輸入端與地之間加入 AUF 反相比例運算電路的電壓放大倍數(shù)亦稱為閉環(huán)放大倍數(shù) 二 運算放大器的基本運算電路 2 分析 根據(jù)理想運放的結(jié)論2 虛斷 所以UN 0 反相輸入端可看作是地 稱為虛地 IN IP 0 兩輸入端電流為0 即IN 0 可得出 If I1和UN 0 根據(jù)結(jié)論1 UP UN 因為UP 0 可得關(guān)系式 虛地 虛地 二 運算放大器的基本運算電路 所以 即 小結(jié) 1 反相比例運算電路的放大倍數(shù)僅由外接電阻Rf和R1的比值決定 與運放本身參數(shù)無關(guān) 虛斷 If I1 2 輸出電壓與輸入電壓相位相反 大小成一定比例關(guān)系 即完成了對輸入信號的比例運算 3 對反相比例運算放大器 根據(jù)理想條件UP UN 0 即反相端電位等于0 稱為 虛地 虛地并非真正接地 不能將反相端看作與地短路 虛地 是反相輸入運算放大器的重要特點 二 運算放大器的基本運算電路 1 電路 二 同相比例運算電路 信號從同相端輸入 反饋信號加在反相端 Rb為平衡電阻且Rb R1 Rf 2 根據(jù)理想運放的兩個特點有 UP UN Ui 虛短 虛斷 可得Uo R1 Rf R1 Ui 或 二 運算放大器的基本運算電路 3 小結(jié) 1 輸出電壓與輸入電壓成比例 且相位相同 所以稱同相比例運算放大器 3 Rf R1比值必為正 所以閉環(huán)增益大于1或等于1 僅當(dāng)Rf 0時等于1 2 同相比例運算放大器的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)只與外接電阻R1和Rf有關(guān) 只要保證其阻值精確 就能得到精確和穩(wěn)定性能都很高的閉環(huán)放大倍數(shù) 二 運算放大器的基本運算電路 1 電路特點 在反相比例運算放大器的基礎(chǔ)上增加幾個輸入支路所構(gòu)成 三 加法運算 二 運算放大器的基本運算電路 2 分析 根據(jù)理想運放特點 IN 0和UN 0 可得如下關(guān)系式 其中 同理 虛斷 虛地 所以 二 運算放大器的基本運算電路 表明 輸出電壓等于各輸入電壓按不同比例相加之和 如果取 則可化簡為 若取Rf R 則 上式說明 輸入電壓等于各輸入電壓之和 完成了信號的加法運算 平衡電阻 二 運算放大器的基本運算電路 例3 用反相加法器實現(xiàn)Y 5X1 X2 4X3 的運算 要求輸入電阻不低于4k 試選定電阻的值 解 將式與式比較可得 即取 選定 則 則平衡電阻 二 運算放大器的基本運算電路 1 電路 四 減法運算 二 運算放大器的基本運算電路 2 分析 在運算放大器的同相輸入端和反相輸入端都加入信號時 則反相比例運算和同相比例運算同時進行 根據(jù)理想運算放大器的兩個結(jié)論 可得 整理兩式得 虛斷 化簡上式為當(dāng)時 當(dāng)外電路的電阻滿足平衡對稱條件時 二 運算放大器的基本運算電路 虛短 3 結(jié)論 輸出電壓Uo與兩個輸入電壓的差值 Ui1 Ui2 成正比 即電路實現(xiàn)了減法運算 二 運算放大器的基本運算電路