集成运放作为电子电路一种基础器件,可以完成信号运算.ppt

理想放大器两个重要特点 第一节 运算电路 一、比例电路 (一)反相比例电路 (二)同相比例电路 二、加减运算电路 (一)加法电路 (二)减法电路 三、积分运算电路和微分运算电路 (一)积分运算电路 (二)微分运算电路 四、对数和反对数运算电路 (一)对数运算电路 (二)反对数运算电路 五、乘除运算电路 (一)乘法运算电路 (二)除法运算电路 * 集成运放作为电子电路的一种基础器件，可以完成信号的运算、转换和处理、波形的发生及其他各种复杂的功能。 应当掌握 运算电路、有源滤波器、比较器及波形发生等电路的工作原理。 理想放大器满足下列条件： 电 子 开环差模电压增益 Aod→∞; 开环差模输入电阻rid→∞； 开环输出电阻ro→0； 输入偏置电流IIB1=IIB2=0； 失调电压和失调电流UIo＝0，IIo＝0； 共模电压放大倍数Aoc→0； 单位增益带宽，fc→∞。 第一、 IIB1=IIB2=0, rid→∞；流入放大器反相输入端 和同相输入端的电流I-, I+均等于零．I-＝ I+＝０ 第二、 Aod→∞; 当输出电压为有限值时, 差模输入电 压 |U- - U+| = |Uo| / Aod = 0, 即U+＝U-＝0 虚断 虚短 实际的集成运放工作在线性区，也基本具备这两个特点。 电 子 一、比例电路 二、加减运算电路 三、积分运算电路和微分运算电路 四、对数和反对数运算电路 五、乘法运算电路 电 子 + - Ii R1 Rf Rb - + Ui + I- I+ U- U+ If Uo 电压并联负反馈电路. 理想情况下, 存在 U+＝U- I+=0, 所以U+=0 故 U+＝U-＝0， 即反相电位为零， “零”电位叫做“虚地”。 又因为I-=0，因此 I1＝If 第一节 电路完成了对输入信号的反相比例运算，故称为反相比例电路。 Rf = R1，则输出电压与输入电压相位相反，大小相等，称为反相器。 反相比例电路是电压负反馈，理想情况下： 由于是并联负反馈 第一节 反相比例电路特点 第一节 ② 输入电阻低，ri=R1。对输入信号的负 载能力有一定的要求。 ① 电路存在虚地U+＝U-＝0,共模输入电压 为零，对集成运放的共模抑制比要求低。 这是它突出的优点。 电压串联负反馈电路. 在理想情况下, 存在 U+＝U-“虚短”关系, 由于I+= I-= 0, 所以 - R1 Rf - + UI + Uo + - Rb 结论 电路的输出电压与输入电压相位相同，大小成一定比例关系，但一定大于或等于1。电路完成了对输入信号的同相比例运算。 第一节 当Rf＝0或R1＝∞， 电压跟随器 - + Uo + - + - UI - R1 Rf - + UI + Uo + - Rb Af＝1，即输出电压与输入电压大小相等相位相同。 第一节 同相比例电路是电压负反馈，理想情况下： 由于又是串联负反馈 同相比例电路特点 第一节 ① 输入电阻很高，可高达1000MΩ以上。 ② U+＝U-＝ UI, 共模输入信号高为UI , 对集 成运放的共模抑制比要求高。 R1 Rf - + Uo If A Rb R2 R3 Ii A I1 I2 I3 UI1 UI2 UI3 反相加法器 理想情况下， U+＝U-＝0，Ii= 0 第一节 结论 输出电压等于各输入电压按照不同比例相加之和。 R1 Rf - + Uo If A Rb R2 R3 Ii A I1 I2 I3 UI1 UI2 UI3 第一节 如果 例9-1 要求用一反相加法器实现 Y=-(5X1+X2+4X3)运算，输入电阻不低于10kΩ，选定电路中的各电阻。 - + X1 X2 X3 Y 解：将式Y=-(5X1+X2+4X3)与 比较，可得： 即 选R1＝20(kΩ)则Rf=100 (kΩ), R2=100 (kΩ), R3=100/4=25 (kΩ), Rb=R1//R2//R3//Rf≈ 10(kΩ) 第一节 R1 R2 - UI1 + Uo R3 I2 R4 U- U+ Ii I1 UI2 理想情况下， U+＝U-，Ii= 0 I1= I2 R1= R3, R2=