《電工電子技術》--PPT課件：7.3-基本運算電路

1、第7章 集成運算放大電路7.3 基本運算電路12目錄CONTENTS3反相比例運算電路同相比例運算電路加法、減法運算電路 圖7.3.1是反相比例運算電路。 輸入信號uI經(jīng)電阻R1加到u-端，而u端經(jīng)電阻R2接地。為使放大器工作在線性區(qū)，在運放的uO端與u-端之間接有反饋元件RF，由于輸入信號、輸出信號的極性相反，故該電路組成了電壓并聯(lián)負反饋電路。此時電路的電壓放大倍數(shù)，稱閉環(huán)放大倍數(shù)AuF。7.3 基本運算電路反相比例運算電路 同相比例運算電路加法、減法運算電路圖7.3.1 反相比例運算電路iFR1i1R2+uI（a）+RFuOu+ u-7.3 基本運算電路反相比例運算電路同相比例運算電路加法

2、、減法運算電路所以反相比例運算電路的輸出電壓為閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為 則 - uI uO R1 RF uO uI RF R1 AuF uI R1 uO RF 當RF = R1時， uO= uI，故稱為反相器。 由“虛短”、“虛斷”可知 u-u+=0 i-i+0 運放的反相端沒有接地，但和地一樣是零電位，稱為“虛地”。 因 i1= iF圖7.3.1 反相比例運算電路iFR1i1R2+uI（a）+RFuOu+ u-而 i1 = ， iF = = - uI 0uO uO R1 RF RF 7.3 基本運算電路 電路中，為提高運放輸入級的對稱性。同相輸入端必須接有電阻R2，使同相輸入端和反相輸入端的外接電

3、阻相等，稱為平衡電阻， 通常取R2 ，R2的接入對運算結(jié)果無影響。R1RFR1+RF圖7.3.1 反相比例運算電路iFR1i1R2+uI（a）+RFuOu+ u-反相比例運算電路 同相比例運算電路加法、減法運算電路7.3 基本運算電路反相比例運算電路同相比例運算電路加法、減法運算電路例 如圖電路中，已知uI 1V、RF20k、R1 2k，求uO 。RF 20uO uI （1）10（V） R1 2圖7.3.1 反相比例運算電路iFR1i1R2+uI（a）+RFuOu+ u-解：由uO uI 得 RF R1 7.3 基本運算電路反相比例運算電路同相比例運算電路加法、減法運算電路 如圖是同相比例運算

4、電路。由圖看出信號從運放u+端輸入，輸出端uO與u-端接入反饋電阻Rf，形成電壓串聯(lián)負反饋。因uO與u+同相位，故稱為同相比例運算電路。為使運放工作在線性區(qū)，在電路的輸出端通過反饋電阻Rf加到u-端實現(xiàn)負反饋。因u- u+uI0，故此時反相輸入端不再為“虛地”，應以u-uI代替。 u+ u-+圖7.3.2 同相比例運算電路i1+iFRfR1R2uIuO7.3 基本運算電路反相比例運算電路同相比例運算電路加法、減法運算電路由“虛短”、“虛斷”可知 i1iF u-u+=uI則電路的輸出電壓為即閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為 所以 = u- uI uO R1 R1 R1+RfuO 1+ uI （7.3.4）Rf

5、R1Auf 1+ （7.3.5）uO RfuI R1 當Rf=0或R1開路時， 0，所以 uO= uI，即電壓放大倍數(shù)為1，稱為電壓跟隨器。RfR1u+ u-+圖7.3.2 同相比例運算電路i1+iFRfR1R2uIuO+uIuO+ 電壓跟隨器7.3 基本運算電路反相比例運算電路同相比例運算電路加法、減法運算電路例 如圖7.3.2電路中，已知uI1V、Rf20k、R12k。最大輸出電壓UOPP12V。求輸出電壓uO。解：由式 可得 uO 1+ uI 1+ 111（V）Rf 20R1 2uO 1+ uIRfR1u+ u-+圖7.3.2 同相比例運算電路i1+iFRfR1R2uIuO7.3 基本運

6、算電路反相比例運算電路同相比例運算電路加法、減法運算電路 在反相輸入端增加若干個輸入信號組成的電路，就構(gòu)成反相加法運算電路，如圖7.3.3所示。根據(jù)“虛短” 、“虛斷”、 “虛地”得 1加法運算電路于是，輸出電壓為 uI1 uI2 uO iF i11i12 - R11 R12 Rf i11 i12 uI1 uI2R11 R12 uO uI1 uI2 （7.3.7） Rf Rf R11 R12i12圖7.3.3 加法運算電路i11iFR12R2+uI1uO+RfR11uI2當R11=R12 =Rf時，則uO（uI1uI2）。 7.3 基本運算電路反相比例運算電路同相比例運算電路加法、減法運算電路

7、例 圖7.3.3加法電路中，若R11=5k，R12=10k，Rf =20k，UI1=1V，UI2=2V。UOPP=12V。求UO。解：由式（7.3.7）可求出 R11 R12 5 10UO （ UI1 UI2 ） ( 1 2 ) 8VRf Rf 20 20i12圖7.3.3 加法運算電路i11iFR12R2+uI1uO+RfR11uI27.3 基本運算電路反相比例運算電路同相比例運算電路加法、減法運算電路圖7.3.4 減法運算電路R3+uI1uO+RFR1uI2R22減法運算電路 減法運算電路如圖7.3.4所示。減法運算電路的兩個輸入端都有信號輸入。 當R1=R2=RF=R3時，式（7.3.10）為uOuI2 uI1 （7.3.11）u- u+ uI2 R3R2+R3 uI1uO uI1u-R1+Rf R1故得 uO（1） uI2 uI1 （7.3.10）Rf R3 RfR1 R2+R3 R17.3 基本運算電路反相比例運算電路同相比例運算電路加法、減法運算電路例 圖7.3.4減法電路中，設Rf=R1=R2= R3，UI1=3V