集成运放组成的运算电路

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1、传感器接收器隔离、滤波、放大运算、转换、比较功放电子信息系统的供电电源电子信息系统集成运算组成的运算电路第7章7.1一般问题7.2基本运算电路7.5集成模拟乘法器及其应用7.3对数和指数运算电路7.4基本运算电路应用举例运算放大器的两个工作区域（状态）1.运放的电压传输特性设：电源电压±VCC=±10V。运放的AOd=104│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。AOd越大，线性区越小，当AOd→∞时，线性区→07.1一般问题uO＝Aod(u+－u-)理想运算放大器：开环电压放大倍数A0d=∞差摸输入电阻Rid=∞输出电阻R

2、0=0为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：理想运放工作在线性区的条件：电路中有负反馈！运放工作在线性区的分析方法：虚短（U+≈U-）虚断（i+≈i-≈0）2.线性应用3.非线性应用运放工作在非线性区的特点：正、负饱和输出状态电路处于开环工作状态或引入正反馈！运放工作在非线性区的分析方法在下一章讨论。4.本章的研究问题（1）运算电路：运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果，如比例运算、加、减、乘、除、乘方、开方、积分、微分、对数、指数等。（2）描述方法：运算关系式uO＝f(uI)（3）分析方法：“虚短”和“虚断

3、”。（1）识别电路；（2）掌握输出电压和输入电压运算关系式的求解方法。5.学习运算电路的基本要求7.2基本运算电路7.2.1比例运算7.2.2加法与减法运算7.2.3微分与积分运算7.2.1比例运算一、反相比例运算运算放大器在线性应用时同时存在虚短和虚断虚断虚地RifRif电路引入了哪种组态的负反馈？电路的输入电阻为多少？3)R2＝？为什么？Rf太大，噪声大。R2=R1∥Rf4)共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什么？保证输入级的对称性5)若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，R1＝？Rf＝？uIC=0，

4、对KCMR的要求低T形反馈网络反相比例运算电路利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数。二、同相比例运算电路引入了哪种组态的负反馈？输入电阻为多少？电阻R2＝？为什么？共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什么？uic=ui，对KCMR的要求高同相输入比例运算电路的特例：电压跟随器7.2.2加法与减法运算一、加法运算1.反相加法运算R3=R1//R2//RfiFi1+i2若Rf=R1=R2则uO=(uI1+uI2)方法一：节点电流法1.反相加法运算方法二：利用叠加原理首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压

5、，然后将所有结果相加，即得到所有输入信号同时作用时的输出电压。推广R2//R3//R4=R1//Rf2.同相加法运算必不可少吗？若R2=R3=R4，则uO=uI1+uI2Rf=2R1R2//R3//R4=R1//Rf推广当RP=RN时，法1：利用叠加定理uI2=0uI1使：uI1=0uI2使：一般R1=R1；Rf=RfuO=uO1+uO2=Rf/R1(uI2uI1)法2：利用虚短、虚断uo=Rf/R1(uI2uI1)减法运算实际是差分电路二、减法运算一、反相输入运算电路的组成规律1.正函数型的反相运算电路输入回路

6、采用函数元件1,使反馈回路采用电阻元件27.2.３微分与积分运算2.反函数型的反相运算电路输入回路采用电阻元件1反馈回路采用函数元件2,使得二、积分运算=当uI=UI时，设uC(0)=0时间常数=R1Cf移相利用积分运算的基本关系实现不同的功能1)输入为阶跃信号时的输出电压波形？2)输入为方波时的输出电压波形？3)输入为正弦波时的输出电压波形？线性积分，延时波形变换电容C的漏电是积分电路产生误差的主要原因之一。积分漂移：存在输入失调电压、失调电流。积分电路的改进适用条件：积分时间R2=RfRfC1=—时间常数三、微分

7、运算uItOuOtO虚地微分电路的改进为了提高抗干扰能力，克服集成运放的阻塞现象和自激振荡，实用电路应采取措施。限制输入电流滞后补偿限制输出电压幅值运放由于某种原因进入非线性区而不能自动恢复的现象怎么识别微分运算电路？7.3.1对数电路利用PN结的指数特性实现对数运算7.3对数和指数运算电路7.3.2指数电路uo=–RFISeui/UT输入与输出的关系式为:7.4基本运算电路应用举例1.输出电流与负载大小无关2.恒压源转换成为恒流源特点：例1电压—电流转换器u+=u-=uIio=iI=uI/R1类似地，由运放还可以构成电

8、流—电流转换器。10k10nF时间常数=R1Cf=0.1ms设uC(0)=0=5VuI/Vt/ms0.10.30.555uO/Vt/ms=5V55例2利用积分电路将方波变成三角波例3求输出电压uO。设R1∥R2∥Rf＝R3∥R4∥R5若R1∥R2∥Rf≠R3∥R4∥R5，uO＝?加减运算电路利用求和运算电路