第7章集成运算放大器及其应用(修改1)试卷.ppt

7.3.2 比例运算电路 1.反相比例运算 (1) 电路组成 (2) 电压放大倍数 因虚短, 所以u–=u+= 0， 称反相输入端“虚地” 因虚断，i+= i– = 0 ， if i1 i– i+ 所以 i1 ? if 因要求静态时u+、 u– 对地电阻相同， 所以平衡电阻 R2 = R1 // RF uo RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? 例: 电路如下图所示，已知 R1= 10 k? ，RF = 50 k? 。 求: 1. Auf 、R2 ； 2. 若 R1不变, 要求Auf为 – 10, 则RF 、 R2 应为多少？ 解：1. Auf = – RF ? R1 = –50 ? 10 = –5 R2 = R1 ?? RF =10 ?50 ? (10+50) = 8.3 k? 2. 因 Auf = – RF / R1 = – RF ? 10 = –10 故得 RF = –Auf ? R1 = –(–10) ?10 =100 k? R2 = 10 ? 100 ? (10 +100) = 9. 1 k? uO RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? 2. 同相比例运算 因虚断，所以u+ = ui (1) 电路组成 (2) 电压放大倍数 因虚短，所以 u– = ui ， 反相输入端不“虚地” 因要求静态时u+、u?对地电阻相同， 所以平衡电阻R2=R1//RF uo RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? u+ u– 当 R1= ? 且 RF = 0 时， uo = ui ， Auf = 1， 称电压跟随器。 uo RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? uo ui + + – – + + ? – ? 同相比例电路的最大特点是输入电阻高，比较适合于输入级，以提高信号的采集能力。 7.3.3 加法运算电路 1. 反相加法运算电路 平衡电阻： R2= Ri1 // Ri2 // RF uo ui2 RF ui1 Ri2 Ri1 + + ? – ? R2 + – 可采用叠加定理求uo （1）ui1单独作用时 （2）ui2单独作用时 则 当Ri1=Ri2=RF时， uo=－ (ui1+ui2) 2. 同相加法运算电路 方法: 根据叠加原理 ui1单独作用(ui2＝0)时， 同理，ui2单独作用时 ui2 uo RF ui1 Ri2 Ri1 + + ? – ? R1 + – 当Ri1=Ri2=R1=RF时， uo=ui1+ui2 7.3.4 减法运算电路 减法运算电路可看作是反相比例运算电路与同相比例运算电路的叠加。 u+ ui2 uo RF ui1 R3 R2 + + ? – ? R1 + – + + – – 当R1=R2=R3=RF时， uo=ui2—ui1 例7.7 加减法运算电路如图7.23 所示，求输出与各输入电压之间的关系。 方法: 根据叠加原理 ui1单独作用时， ui2单独作用时， ui3单独作用时， u4单独作用时， uo = uo1 + uo2 + uo3 + uo4 = ?1.3ui1 ?1.9ui2 + 2.3ui3 +1.15ui4 由虚短及虚断性质可得 i1 = if if =? if i1 uO CF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? uC + – 7.3.5 积分与微分运算电路 1. 积分运算电路 输出电压为输入电压对时间的积分，因此称实现该运算的功能电路为积分电路。 if i1 由虚短及虚断性质可得 i1 = if uo C1 ui R2 RF + + – – + + ? – ? 2. 微分运算电路 输出电压为输入电压对时间的微分，因此称实现该运算的功能电路为微分电路。 7.5 电压比较器 电压比较器的功能： 电压比较器用来比较输入信号与参考电压的大小。当两者幅度相等时输出电压产生跃变，由高电平变成低电平，或者由低电平变成高电平。由此来判断输入信号的 大小和极性。 用途： 数模转换、数字仪表、自动控制和自动检测等技术领域，以及波形产生及变换等场合 。 运放工作在开环状态或引入正反馈。 阈值：指输出电压在高、低电平间发生跳变时对应的输入电压值。一般是固定的，有的有一个阈值，有的有两个阈值。 按照传输特性的不同，电压比较器有以下种类