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:集成运算放大器<a href=http://www.diangongwu.com/zhishi/dianlutu/ target=_blank class=infotextkey>电路图</a>_集成运算放大器接线图集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

            所以:集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

                  集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

 从上式我们可以看出:Uo与Ui是比例关系,改变比例系数集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图,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:集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图(虚短但不是虚地);集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

              所以:集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图  

   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:

集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

(1)输入电阻高;(2)由于集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图(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

集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

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:集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

  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

集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

 

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:集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

它的输出电压与输入电压的关系为集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

它可以模拟方程:集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图。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)

集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

 

它的输出电压与输入电压的关系为:集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图。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。

集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

 

它的输入输出电压的关系是:集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

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:

       集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

它的后级对前级没有影响(采用的是理想的集成运放),它的计算十分方便。

集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

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

集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

 它的输入、输出电压的关系为:集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图其中:集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图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:

集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

  它的输入、输出电压的关系为:集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图
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:

集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图
它的输入、输出电压的关系为:集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图(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

集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

 它的输入、输出电压的关系为:集成运算放大器电路图_集成运算放大器接线图

 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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