运算放大器经典应用.pdf

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1、运算放大器应用§8.1比例运算电路8.1.1反相比例电路1.基本电路电压并联负反馈输入端虚短、虚断特点：反相端为虚地，所以共模输入可视为0，对运放共模抑制比要求低输出电阻小，带负载能力强要求放大倍数较大时，反馈电阻阻值高，稳定性差。如果要求放大倍数100，R1=100K，Rf=10M2.T型反馈网络虚短、虚断8.1.2同相比例电路1.基本电路：电压串联负反馈输入端虚短、虚断特点：输入电阻高，输出电阻小，带负载能力强V-=V+=Vi，所以共模输入等于输入信号，对运放的共模抑制比要求高2.电压跟随器输入电阻大输出电阻小，能真实地将输入信号传给负载而从信号源取流很小§8.2加减运算电路

2、8.2.1求和电路1.反相求和电路虚短、虚断特点：调节某一路信号的输入电阻不影响其他路输入与输出的比例关系2.同相求和电路虚短、虚断8.2.2单运放和差电路8.2.3双运放和差电路例1:设计一加减运算电路设计一加减运算电路，使Vo=2Vi1+5Vi2-10Vi3解：用双运放实现如果选Rf1=Rf2=100K，且R4=100K则：R1=50KR2=20KR5=10K平衡电阻R3=R1//R2//Rf1=12.5KR6=R4//R5//Rf2=8.3K例2:如图电路，求Avf，Ri解：§8.3积分电路和微分电路8.3.1积分电路电容两端电压与电流的关系：积分实验电路积分电路的用途将方

3、波变为三角波（Vi：方波，频率500Hz，幅度1V）将三角波变为正弦波（Vi：三角波，频率500Hz，幅度1V）（Vi：正弦波，频率500Hz，幅度1V）思考：输入信号与输出信号间的相位关系？（Vi：正弦波，频率200Hz，幅度1V）思考：输入信号频率对输出信号幅度的影响？积分电路的其它用途：去除高频干扰将方波变为三角波移相在模数转换中将电压量变为时间量§8.3积分电路和微分电路8.3.2微分电路微分实验电路把三角波变为方波（Vi：三角波，频率1KHz，幅度0.2V）输入正弦波（Vi：正弦波，频率1KHz，幅度0.2V）思考：输入信号与输出信号间的相位关系？（Vi：正弦波，频率5

4、00Hz，幅度1V）思考：输入信号频率对输出信号幅度的影响？§8.4对数和指数运算电路8.4.1对数电路对数电路改进基本对数电路缺点：运算精度受温度影响大；小信号时exp(VD/VT)与1差不多大，所以误差很大；二极管在电流较大时伏安特性与PN结伏安特性差别较大，所以运算只在较小的电流范围内误差较小。改进电路1：用三极管代替二极管电路在理想情况下可完全消除温度的影响改进电路3：实用对数电路如果忽略T2基极电流，则M点电位：8.4.2指数电路1.基本指数电路2.反函数型指数电路电路必须是负反馈才能正常工作，所以：§8.5乘除运算电路8.5.1基本乘除运算电路1.乘法电路乘法器符号同

5、相乘法器反向乘法器2.除法电路8.5.2.乘法器应用1.平方运算和正弦波倍频如果输入信号是正弦波：只要在电路输出端加一隔直电容，便可得到倍频输出信号。2.除法运算电路注意：只有在VX2>0时电路才是负反馈负反馈时，根据虚短、虚断概念：3.开方运算电路输入电压必须小于0，否则电路将变为正反馈。两种可使输入信号大于0的方案：3.调制（调幅）4.压控增益乘法器的一个输入端接直流电压（控制信号），另一个接输入信号，则输出信号与输入信号之比（电压增益）成正比。V0=KVXvY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：电流-电压变换电路若Ｒl固定，则输出电流与输

6、入电流成比例，此时该电路也可视为电流放大电路。电压-电流变换器负载不接地负载接地由负载不接地电路图可知：所以输出电流与输入电压成比例。对负载接地电路图电路，R1和R2构成电流并联负反馈；R3、R4和RL构成构成电压串联正反馈。讨论：1.当分母为零时，iO→∞，电路自激。2.当R2/R1=R3/R4时,则：说明iO与VS成正比,实现了线性变换。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。§8.6有源滤波电路8.6.1滤波电路基础知识一.无源滤波电路和有源滤波电路无源滤波电路:由无源元件(R,C,L)组成有源滤波电路:用工作在线性区的集成运放和

7、RC网络组称，实际上是一种具有特定频率响应的放大器。有源滤波电路的优点,缺点:请看书。二.滤波电路的分类和主要参数1.按所处理的信号可分为模拟的和数字的两种；2.按所采用的元器件可分为有源和无源；3.按通过信号的频段可分为以下五种:a.低通滤波器(LPF)Avp:通带电压放大倍数fp:通带截至频率过渡带:越窄表明选频性能越好,理想滤波器没有过渡带b.高通滤波器(HPF)c.带通滤波器(BPF)d.带阻滤波器(BEF)、e.全通滤波器(APF)4.按频率特性在截止频率fp附近形状的