lecture14集成运放基本运算电路.ppt

模拟电子技术基础,安徽理工大学电气工程系,主讲：黄友锐,第十四讲,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,反相输入求和电路 同相输入求和电路 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:,由此可得出,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=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 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 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、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。,