模拟电子线路_第7章_模拟运算电路

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1、7.2基本运算电路7.1运放放大器的线性运用特性分析7.3对数和反对数运算电路7.4模拟乘法器7模拟运算电路uiuo+UOM-UOMAo越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。uiuo_++Ao例：若UOM=12V，Ao=106，则

2、ui

3、<12V时，运放处于线性区。线性放大区运放工作在线性区时的特点由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的理想运放。理想运放的条件虚短路放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分

4、别对每个运放进行。虚开路运放工作在线性区的特点在分析信号运算电路时对运放的处理7.2基本运算电路比例运算电路积分电路微分电路减法电路加法电路1.比例运算电路电压并联负反馈电路为负反馈电路。即电路处于深度负反馈条件下，虚短和虚断成立。（1）反相比例运算电路由于运放的增益一般有，所以a.放大倍数为提高精度，一般取输出与输入反相利用虚短和虚断得即b.电路的输入电阻ri=R1R2=R1//Rf为保证一定的输入电阻，当放大倍数大时，需增大R2，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。d.共模电压输入

5、电阻小、共模电压为0以及“虚地”是反相输入的特点。c.反馈方式电压并联负反馈输出电阻很小当R1=Rf时,Auf=-1构成倒相器⑤电压并联负反馈，输入、输出电阻低，ri=R1。共模输入电压低。结论：①Auf为负值，即uo与ui极性相反。因为ui加在反相输入端。Auf只与外部电阻R1、RF有关，与运放本身参数无关。③

6、Auf

7、可大于1，也可等于1或小于1。④因u–=u+=0，所以反相输入端“虚地”。反相比例电路的特点：1.共模输入电压为0，因此对运放的共模抑制比要求低。2.由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带

8、负载能力强。3.由于并联负反馈的作用，输入电阻小，因此对输入电流有一定的要求。4.在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。1.比例运算电路电压串联负反馈（2）同相比例运算电路利用虚短和虚断得输出与输入同相即电压跟随器电压跟随器在表达式中,若则有即同相比例电路的特点：3.共模输入电压为ui，因此对运放的共模抑制比要求高。1.由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。2.由于串联负反馈的作用，输入电阻大。2.加法电路根据虚短、虚断和N点的KCL得：若则有反相加法运算反相加法运算输出再接一级反相电路可得例1

9、：A/D变换器要求其输入电压的幅度为0~+5V，现有信号变化范围为-5V~+5V。试设计一电平抬高电路，将其变化范围变为0~+5V。+5V-5V+5V+2.5V电平抬高电路A/D计算机uiuouo=0.5ui+2.5Vuo=0.5ui+2.5V=0.5(ui+5)V_++10k20k+5V5kui20kuo1uo_++20k20k10k3.减法电路第一级反相比例第二级反相加法（1）利用反相信号求和以实现减法运算即当时得减法运算从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。（2）利用差分式电路以

10、实现减法运算根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：当则若继续有则用叠加原理分析独立工作时，电路等效为图（2）（2）（1）（3）独立工作时，电路等效为图（3）同时所以电路如图所示分析方法一：利用虚短、虚断列出节点方程4.加减法运算电路（1）（2）（3）（1）（2）（3）4.加减法运算电路独立工作时，电路等效为（2）构成反相比例运算，有独立工作时，电路等效为图（3）构成同相比例运算，有分析方法二：运用叠加原理分析①②（3）③④⑤⑤式代入③得⑥①式叠加⑥式1.它们都引入电压负反馈，因此输出电阻都比较小。2.关于输入电阻：反相输入

11、的输入电阻小，同相输入的输入电阻高。3.同相输入的共模电压高，反相输入的共模电压小。比例运算电路与加减运算电路小结电路如图所示，求输出电压的表达式解电路为同相输入输出电压一般表达式为应用迭加原理求代入即得例2电路如图所示，试求：输入输出关系即输出电压解：例题3利用虚短、虚断求解A3构成差分式减法电路,一般表达式为：所以且有电路如图示，试证明：例4试求图所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。例题5（a）（b）（D）（d）独立工作时，电路为反相比例运算独立工作时，电路为同相比例运算运算关系为运算关系为①②③④⑤⑥⑦例6试

12、求下图uo与ui1和ui2之间的关系式.解:此电路为高输入阻抗的差动电路.例7试求下图的放大倍数，设RF>>R4.解：又或整理后将代入，因为所以试求电路的输入电阻的表达式例题8由A1由A2图示电路为电流-电压转换电路。求电路中电阻R上的电流。图中R1=R2=R3=R4=R例题9A1构成同相求和运算电路A2构成电压跟随