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[導讀]運算電路集成運放是一個已經(jīng)裝配好的高增益直接耦合放大器,加接反饋網(wǎng)絡以后,就組成了運算電路特點 運算電路的輸入輸出關(guān)系,僅僅決定于反饋網(wǎng)絡;因此只要選取適當?shù)姆答伨W(wǎng)絡,就可以實現(xiàn)所需要的運算功能,如比例

運算電路

集成運放是一個已經(jīng)裝配好的高增益直接耦合放大器,加接反饋網(wǎng)絡以后,就組成了運算電路特點 運算電路的輸入輸出關(guān)系,僅僅決定于反饋網(wǎng)絡;因此只要選取適當?shù)姆答伨W(wǎng)絡,就可以實現(xiàn)所需要的運算功能,如比例、加減、乘除、微積分、對數(shù)等。2 這樣的運算電路,被廣泛地應用于對模擬信號進行 各種數(shù)學處理,稱之為模擬運算電路。3 模擬運算電路通常表現(xiàn)輸入/輸出電壓之間的函數(shù)關(guān)系

運算電路經(jīng)典基本電路圖

(1)反相比例運算電路

電路如下圖所示,其中電阻R引入反相輸入信號Ui,電阻Rf引入深度負反饋,使運放工作于線性區(qū),根據(jù)前述的兩個分析依據(jù),很容易可以推出:

Up = Un = 0V(即同相和反相輸入端皆為虛地)

 

運算電路的基本定義和運算電路經(jīng)典基本電路圖

Au = Uo / Ui = - Rf / R

由式可知為反相比例運算電路,

若Rf = R,則Au =-1,即為反相器。

(2)同相比例運算電路

電路如上圖所示,圖中電阻R’引入同相輸入信號Ui,電阻Rf引入深度負反饋,使運放工作于線性區(qū),根據(jù)前述的兩個分析依據(jù),很容易可以推出

Up = Un = Ui

Au = Uo / Ui = 1+ Rf / R

由式可知為同相比例運算電路。若Rf =0或 R= ∞,則Au =1,即為電壓跟隨器。參見下圖『電壓跟隨器』

 

運算電路的基本定義和運算電路經(jīng)典基本電路圖

(3)反相求和運算電路

如果在反相輸入端增加若干輸入電路

運算電路的基本定義和運算電路經(jīng)典基本電路圖

(如下圖所示),則構(gòu)成反相求和(加法)運算電路。同樣容易得出,當R1 = R2 = R3 = Rf時,Uo = -(Ui1+Ui2+Ui3)

(4)同相求和運算電路

 

運算電路的基本定義和運算電路經(jīng)典基本電路圖

如果在同相輸入端增加若干輸入電路(如左圖所示),則構(gòu)成同相求和運算電路。

容易得出,分析此電路時可先運用節(jié)點電壓法求出Up,則Uo = (1+Rf / R) x Up。

(5)差分比例運算電路

 

運算電路的基本定義和運算電路經(jīng)典基本電路圖

如果在同相和反相輸入端分別加上輸入信號(如左圖所示),則構(gòu)成差分比例運算電路。

分析此電路可得,Uo = (Ui2- Ui1) x Rf / R。

若使Rf = R,則Uo = Ui2 -Ui1,即為減法運算。

(6)積分運算電路

 

運算電路的基本定義和運算電路經(jīng)典基本電路圖

與反相比例運算電路相比,用電容C代替電阻Rf作為負反饋元件(如左圖所示),就成為積分運算電路。

容易得出,Uo = -1/(RC)&TImes;∫Ui dt, 其中RC為積分時間常數(shù)。

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