集成运放基本运算电路

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1、12.1求和运算电路12.2积分和微分运算电路12.3对数和指数运算电路12.4电压和电流转换电路12集成运放基本运算电路12.1求和运算电路12.1.1反相输入求和电路12.1.2同相输入求和电路12.1.3双端输入求和电路12.1.1反相输入求和电路在反相比例运算电路的基础上，增加一个输入支路，就构成了反相输入求和电路，见图12.01。此时两个输入信号电压产生的电流都流向Rf。所以输出是两输入信号的比例和。图12.01反相求和运算电路12.1.2同相输入求和电路在同相比例运算电路的基础上，增加

2、一个输入支路，就构成了同相输入求和电路，如图12.02所示。图12.02同相求和运算电路因运放具有虚断的特性，对运放同相输入端的电位可用叠加原理求得:RRRRRRvRRRRRRRvRRRRRRRRRRvRRRRRvRRv++++=++++=f12i212221i1211f12i2121i12o])'//()'//()'//()'//([])'//()'//()'//()'//([RvRvRRRRRRRRvRRvRRv+=++=2i21i1fnpfffi22pi11po)())((由此可得

3、出//'////fn21pRRRRRRR==式中+-=vv++++=RRRvRRRRRvRRv)'//()'//()'//()'//(12i2121i12-+=vRRRvof而,i2i1of21npvvvRRRRR+====时当，12.1.3双端输入求和电路双端输入也称差动输入，双端输入求和运算电路如图12.03所示。其输出电压表达式的推导方法与同相输入运算电路相似。图12.03双端输入求和运算电路用叠加原理：当vi1=vi2=0时，求出vi3和vi4在输出端产生的电压分量vop。当vi3=vi4

4、=0时，求出vi1和vi2在输出端产生的分量von。先求式中Rp=R3//R4//R,Rn=R1//R2//Rf再求于是例12.1:求图12.04所示数据放大器的输出表达式，并分析R1的作用。解：vs1和vs2为差模输入信号，为此vo1和vo2也是差模信号，R1的中点为交流零电位。对A3是双端输入放大电路。图12.04数据放大器原理图所以显然调节R1可以改变放大器的增益。产品数据放大器，如AD624、AD521等，R1有引线连出，同时有一组R1接成分压器形式，可选择连线接成多种的R1阻值。12.2

5、积分和微分运算电路12.2.1积分运算电路12.2.2微分运算电路12.2.1积分运算电路积分运算电路的分析方法与求和电路差不多，反相积分运算电路如图12.05所示。图12.05积分运算电路当输入信号是阶跃直流电压VI时，即图12.05积分运算放大电路（动画12-1）例12.2:画出在给定输入波形作用下积分器的输出波形。(a)阶跃输入信号(b)方波输入信号图12.06积分器的输入和输出波形图12.06给出了在阶跃输入和方波输入下积分器的输出波形。这里要注意当输入信号在某一个时间段等于零时，积分器的

6、输出是不变的，保持前一个时间段的最终数值。因为虚地的原因，积分电阻R两端无电位差，因此C不能放电，故输出电压保持不变。12.2.2微分运算电路微分运算电路如图12.07所示。图12.07微分电路12.3对数和指数运算电路12.3.1对数运算电路12.3.2指数运算电路12.3.1对数运算电路图12.08对数运算电路对数运算电路见图12.08。由图可知12.3.2指数运算电路指数运算电路如图12.09所示。指数运算电路相当反对数运算电路。图12.09指数运算电路12.4电压和电流转换电路12.4.1

7、电流-电压变换器12.4.2电压-电流变换器12.4.1电流-电压变换器图12.10是电流-电压变换器。由图可知：可见输出电压与输入电流成比例，输出端的负载电流：若RL固定，则输出电流与输入电流成比例，此时该电路也可视为电流放大电路。图12.10电流-电压变换电路12.4.2电压-电流变换器图12.11的电路为电压-电流变换器图12.11电压-电流变换器由图（a）可知所以输出电流与输入电压成比例。(a)负载不接地(b)负载接地(b)负载接地可解得对图（b）电路，R1和R2构成电流并联负反馈；R3、

8、R4和RL构成构成电压串联正反馈。由图（b）可得:电压-电流和电流-电压变换器广泛应用于放大电路和传感器的连接处，是很有用的电子电路。