模拟电子技术比例运算电路-教学文稿.pptx

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1、电工电子技术主讲：韩振花项目八：集成运算放大电路比例运算电路明确任务：比例运算电路知识准备：比例运算电路的结构、计算操作训练：比例运算电路的测试知识深化：比例运算电路的特点归纳总结一、明确任务（一）比例运算电路用集成运放实现的基本运算除了有上面可以构成上面的加减法外，还有比例运算等，这里主要介绍反相比例运算电路与同相比例运算电路。二、知识准备（一）反相比例运算电路输入信号加在集成运放反相输入端的电路称为反相运算电路。图1是反相比例运算电路。输入信号经电阻加到集成运放的反相端，而集成运放同相端经电阻接地。为使集成运放工作在线性区，在集成运放的输出端与反相端之间接有反馈电阻RF。根

2、据负反馈判别准则可知，该电路为电压并联负反馈。图1反相比例运算电路二、知识准备（一）反相比例运算电路由理想集成运算放大器的“虚短”与“虚断”特性，和图1可知二、知识准备（一）反相比例运算电路说明：（1)在反相比例运算电路中，同相端接地，相当于反相端也接“地”，这个“地”常称为“虚地”。由于输入信号由反相端输入，“虚地”的存在，使运算电路的输入电阻取决于R1的大小。考虑到信号源内阻，R1不能取得很小，一般应比信号源内阻大。（2)为保证放大电路的稳定性，不能过大，一般最大取=200~500。（3)集成运放的负载一般由三极管、模拟电路和数字电路组成，为保证输出电压的稳定，其负载电阻一

3、般在2~10kΩ之间。二、知识准备（二）同相比例运算电路输入信号加在集成运放同相输入端的电路称为同相运算电路。图2(a)是同相比例运算电路。输入信号uI经电阻R2加到集成运放的同相端，而集成运放的反相端经电阻R1接地，为使集成运放工作在线性区，在集成运放的输出端与反相端之间接有反馈电阻RF。根据负反馈判别准则可知，该电路为电压串联负反馈。图2(a)同相比例运算电路二、知识准备（二）同相比例运算电路由理想集成运算放大器的“虚短”与“虚断”特性，和图2(a)可知所以整理得二、知识准备（二）同相比例运算电路输出电压与输入电压之间也存在着比例运算关系，比例系数由RF与R1的阻值决定，与

4、集成运放本身参数无关。图2(b)电路中，因输入端通过集成运放的输入电阻接地，故同相比例运算电路的输入电阻很大，R1的大小对信号源影响不大，但如果太小，当RF用得很小时，会影响输出电压。图2(b)电压跟随器二、知识准备（二）同相比例运算电路若要获得闭环电压放大倍数，由电压放大倍数定义可得若取RF=0，则即输出电压与输入电压大小相等、相位相同，此时同相比例运算电路称为电压跟随器。图2(b)电压跟随器三、操作训练（一）反相比例运算电路测试按图3在模拟实验包上搭建电路，确定无误后，接入±15V直流稳压电源。首先对运放电路进行调零，即令Ui=0，再调整调零电位器RP，使输出电压Uo=0。

5、图3反相比例运算放大电路三、操作训练（一）反相比例运算电路测试(1)按表1指定的电压值输入不同的直流信号Ui，分别测量对应的输出电压Uo，并计算出电压放大倍数。三、操作训练（一）反相比例运算电路测试（2）将输入信号改为f=1kHz、幅值为200mV的正弦交流信号，用示波器观察输入、输出信号的波形。分析其是否满足上述反相比例关系。（3）把R1、R2换成51kΩ，其余条件不变，重复上述（1）、（2）步的内容。（4）把R1、R2、R3、R4均接成100kΩ，其余条件不变，重复上述（1）、（2）步的内容。四、知识深化（一）比例运算电路总结比例运算放大器的输出电压与输入电压之间存在着比例

6、运算关系，比例系数由RF与R1阻值决定，与集成运放本身参数无关。改变RF与R1的阻值，可获得不同的比例值，从而实现了比例运算。反相比例运算放大电路输出电压uO与输入电压uI的相位总是相反的，而同相比例运算放大电路输出电压uO与输入电压uI的相位总是相同的。在反相比例运算电路中，同相端接地，u+=0，使，相当于反相端也接“地”，这个“地”常称为“虚地”。五、归纳总结比例运算电路这节课主要讲述了比例运算电路的组成、特点，能够完成比例运算电路的计算，测试，了解比例运算放大电路的应用。。谢谢！