常用运算放大器16个基本运算电路.pdf

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1、一、电路原理分析与计算1.反相比例运算电路输入信号从反相输入端引入的运算，便是反相运算。反馈电阻RF跨接在输出端和反相输入端之间。根据运算放大器工作在线性区时的虚开路原则可知：i-＝0，因此i1＝if。电路如图1所示，V312VRF100kΩXMM1R14U1A210kΩ13TL082CD8V1R2500mV9.1kΩV212V图1根据运算放大器工作在线性区时的虚短路原则可知：u-＝u+＝0。Rf由此可得：uu0=-iR1因此闭环电压放大倍数为：uRofAuo==-uRi12.同相比例运算电路输入信号从同相输入端引入的运算，便是同相运算。电路如图2所示，RFV310kΩ12V

2、XMM14U1A213TL082CD8R210kΩV212VUi1100mV图2根据运算放大器工作在线性区时的分析依据：虚短路和虚开路原则Rf因此得：uuoi=+(1)R1uRof开环电压放大倍数Auf==+1uRi13.反相输入加法运算电路在反相输入端增加若干输入电路，称为反向输入加法运算电路。电路如图3所示，RFV3100kΩ12VR3XMM1R14U1A10kΩ210kΩ13TL082CD8Ui1Ui2R2100mV200mV4.7kΩV212V图3计算公式如下，uu12uRof=-+()RR12平衡电阻R2=Rf//RR13//,当Rf==RR13时，输出电压u0=-

3、+()uu124.减法运算电路减法运算电路如图4所示，输入信号ui1、ui2分别加至反相输入端和同相输入端，这种形式的电路也称为差分运算电路。V312VRF100kΩXMM14U1AR1210kΩ1R33TL082CD10kΩ8Ui1R2Ui2100mV200mV100kΩV212V图4输出电压为：RffRR2uo=(1)+-uuii21R1R2+RR31当R1=R23==RRf时，输出电压uo=-uuii215.微分运算电路微分运算电路如图5所示，R215kΩXSC1C222nFExtTrigXFG1+_V3AB+_+_C14R112V21kΩ22nFU1A13TL082C

4、D8V212V图5电路的输出电压为uo为：duiuo=-RC21dt式中，RC21为微分电路的时间常数。若选用集成运放的最大输出电压为UOM,则RC21的值必须满足：UOMRC21<=dui()maxdt6.积分运算电路积分运算电路如图6所示，C1XSC1XFG110uFExtTrig+_V3AB__++4R112V210kΩU1A13TL082CD8R350kΩV212V图6其输出电压uo为：1uoi=-òudtRC11式中，RC11为电路的时间常数。由于受到集成运放最大输出电压UOM的限制，选择R1、C1参数3，其值必须满足：1R11C>=òuidtUOM7.二阶低通滤波

5、电路二阶低通滤波电路如图7所示，R327.4kΩV3XBP1C24R412V47nF2R1R247.5kΩU1A1INOUT3TL082CD10kΩ10kΩ8V1120VrmsC160Hz47nFV212V0°图7滤波电路的传递函数为：2AufnwA()s=，sj=wn2wn2ss++wnQR3通带增益Auf=+1R41固有角频率wn=R1R212CCR1R212CC品质因数Q=C2(R1+R2)+-(1)AufRC118.二阶高通滤波电路二阶高通滤波电路如图8所示，R1R310k¦¸27.4k¦¸V3XBP14R412V2C1C247.5k¦¸U1A1INOUT3TL082

6、CD4.7nF4.7nF8V1R2120Vrms10k¦¸60HzV212V0¡ã图8滤波电路的传递函数为：2AufsA()s=2wn2ss++wnQR3通带增益Auf=+1R41固有角频率wn=R12RCC121/wn品质因数Q=R2(C1+C2)+-(1)AufRC229.二阶带通滤波电路二阶带通滤波电路如图9所示，R327.4kΩR5V3XBP120kΩ4R412V247.5kΩU1A1INOUTR1C23TL082CD810kΩ47nFV1C1R2120Vrms10nF10kΩ60HzV212V0°图9带通滤波器的中心频率f0、等效品质因数Q以及同频带BW分别为：1f

7、o=,QA=-1/(3)uf，BW=fQo/2pRC式中，AufF=+1/RR1为同相比例放大电路的电压增益。同样要求Auf必须小于3，电路才能稳定工作，当ff=o时，带通滤波器具有最大电压增益Auo，其值为：Auo=-AAuf/(3)uf10.二阶带阻滤波电路二阶带阻滤波电路如图10所示，R4R349.9kΩ210kΩV3R5XBP15.1kΩ4C1C312V2INOUTU1A11nF1nF3R1R28TL082CD10kΩ10kΩC2V12nFV212V120Vrms60Hz0°图10带阻滤波器的中