集成运放在信号的运算与处理上的应用

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1、重点：第九章集成运放在信号的运算与处理上的应用1.比例运算电路3.积分与微分电路2.求和电路目录9-5模拟乘法器9-4对数与反对数电路9-3积分与微分电路9-1比例运算电路9-2求和电路9-6电压比较器uiuo+UOM-UOMuiuo_++A线性放大区9-1比例运算电路集成运放有线性区（放大区）和非线性区（饱和区）两部分确定运放工作区的方法：判断电路中有无负反馈。若有负反馈，则运放工作在线性区；若无负反馈，或有正反馈，则运放工作在非线性区。集成运放电压传输特性31.理想运放在线性工作区——引入负反馈理想运放工作在线性区特点：a.理想运放的差模输入

2、电压等于零即——“虚短路”-＋+uNuPuob.理想运放的输入电流等于零由于Rid=∞，两个输入端均没有电流，即——“虚断路”信号的放大、运算电路有源滤波电路运放线性应用42.理想运放在非线性工作区——开环或引入正反馈+UOMuOu+-u-O-UOM理想特性理想运放工作在非线性区特点：当uP>uN时，uO=+UOM当uP

3、非线性应用5比例运算电路作用：将信号按比例放大。类型：同相比例放大和反相比例放大。方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。i1=i2uo_++RfR1RPuii1i2(1)放大倍数虚短路虚地虚开路1.反相比例运算电路结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。—电压并联负反馈6(2)电路的输入电阻Ri=R1平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。RP=R1//Rfuo_++RfR1RPuii1i2为保证一定的输入电阻，当放大倍数大时，需增大Rf

4、，而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。7uo_++R2R1RPuiR4R3i1i2i4i3M例：T型反馈反相比例运算电路求Aui1=i2虚短路虚地虚开路该放大电路，在放大倍数较大时，可避免使用大电阻。但R3的存在，削弱了负反馈。82.同相比例运算电路_++RfR1RPuiuo结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。—电压串联负反馈虚短路虚断路9_++uiuo此电路是电压并联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。特例：电压跟随器结构特点：输出电压全部引

5、到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例若同相比例运算电路中Rf=0或R1=∞,则Auf=1,Uo=Ui_++RfR1RPuiuo10_++RfR1R1ui2uoRfui1解出：3.差动输入比例运算电路虚短路虚断路差动放大器放大了两个信号的差三种比例运算电路特点不同，见P229表11作用：将若干个输入信号之和或之差按比例放大。类型：同相求和和反相求和。方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。1.反相求和运算电路R2_++RfR1ui2uoRPu

6、i1实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。平衡电阻9-2求和运算电路12i2ifi1R2_++RfR1ui2uoRPui1调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。132.同相求和运算电路实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。-R3Rf++ui1uoR1R2ui2注意：同相求和电路的各输入信号的放大倍数互相影响，不能单独调整。14-R1Rf++ui1uoR21R22ui2R´左图也是同相求和运算电路，如何求同相输入端的电位？提示：1.虚开路：2.虚短路：3.节点电压

7、法求uP。15R2_++RfR1ui2uoui1R4ui4ui3R3R6虚短路虚开路虚开路3.差动求和电路—加减运算电路实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。16例：设计一个加减运算电路，RF=240k，使uo=10ui1+8ui2-20ui3解:(1)画电路。系数为负的信号从反相端输入，系数为正的信号从同相端输入。-R3Rf++ui1uoR2R1ui2R4ui3(2)求各电阻值。uo=10ui1+8ui2-20ui317优点：元件少，成本低。缺点：要求R1//R2//Rf=R3//R4//R6。阻值的调整计算不方便。单运放的

8、加减运算电路改进：采用双运放电路。184.双运放的加减运算电路-Rf1++ui1uo1R1ui2R2R3-R