模拟电子线路(模电)运放运算电路.ppt

集成运放运算电路;一. 比例运算电路;2. 同相比例运算电路;例 在图示电路中，已知R1=100kΩ， Rf=200kΩ ，ui=1V，求输出电压uo，并说明输入级的作用。;例 在图示电路中，已知R1=100kΩ， Rf=200kΩ ， R2=100kΩ， R3=200kΩ ， ui=1V，求输出电压uo。;;1.加法电路;由同相比例运算电路得：;（二）减法器;叠加定理; 例 设计运算电路。要求实现y=2X1+5X2+X3的运算。 解:电路模式为Uo=2Ui1+5Ui2+Ui3，是三个输入信号的加法运算。各个系数由反馈电阻Rf与各输入信号的输入电阻的比例关系所决定。由于式中各系数都是正???，而反相加法器的系数都是负值，因此需加一级变号运算电路。 ;输出电压和输入电压的关系如下： ; 例 设计一个加减法运算电路，使其实现数学运算， Y=X1+2X2-5X3-X4。 ; 解 此题的电路模式应为Uo=Ui1+2Ui2-5Ui3-Ui4，利用两个反相加法器可以实现加减法运算。 ; 如果取Rf1=Rf2=10kΩ，则R1＝10kΩ，R2＝5kΩ ，R3＝2kΩ，R4＝10kΩ，R′1=R1∥R2∥Rf1、R′2 =R3∥R4∥Rf2/2。 ;例：电路如，求输出电压 Uo。 ;1. 积分运算电路;当输入信号是阶跃直流电压UI时，即;例:画出在给定输入波形作用下积分器的输出波形。; 由上式可以看出，当输入电压固定时， 由集成运放构成的积分电路，在电容充电过程（即积分过程）中，输出电压（即电容两端电压）随时间作线性增长， 增长速度均匀。 而简单的RC积分电路所能实现的则是电容两端电压随时间按指数规律增长， 只在很小范围内可近似为线性关系。从这一点来看， 集成运放构成的积分器实现了接近理想的积分运算。  ;解:  ;积分电路用于方波－三角波转换;例 在图示的电路中。 （1）写出输出电压uo与输入电压ui的运算关系。 （2）若输入电压ui=1V，电容器两端的初始电压uC=0V，求输出电压uo变为0V所需要的时间。;; 利用积分电路可以模拟微分方程。图中，由虚短、虚断，有i1=if+iC，即  此式相当于一阶微分方程的一般式 ay′+by=f(x) 因此， 用图4.3.7可模拟 一阶微分方程。  ;2. 微分运算电路;? 当vs为阶跃电压，由于信号源总有内阻，t=0时，电容上压降vo= 0。充电电流很大， –vo亦很大，;? 此电路对高频噪声敏感; 微分电路是一个高通网络，对高频干扰及高频噪声反映灵敏，会使输出的信噪比下降。因此，实用中常用改进电路。在此图中，R1的作用是限制输入电压突变，C1的作用是增强高频负反馈，从而抑制高频噪声， 提高工作的稳定性。  ; 有源微分器 ;例：、在下图所示电路中，运算放大电路A1、A2为理想的。 （1）?? 试求输出电压VO与输入电压Vi的关系式。 （2）?? 说明流过电阻R2的电流i2=? ? （1） （2）i2 =0 ;例： 写出输出电压uo1、uo与输入电压的函数关系。（电容的初始电压为0）。;1. 对数运算电路;对数运算放大器; 改进型对数变换器 ;2. 指数运算电路;反对数运算放大器; 基本原理; 乘、除法器 ;vo1;一、数据放大器 二、电压和电流转换电路;一、数据放大器 （仪表放大器、测量放大器）;如AD624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R1阻值; 分析方法2：; 有源反馈仪器放大器 ; 仪器放大器的应用 ; 精密整流电路 ;; 精密整流电路，一个周期内输出电压半周为0，半周与输入电压成比例。 设集成运放开环增益Ad为50万倍，二极管导通电压为0.7 V，则VD1导通时运放的差模输入电压为 ud = u- - u+ = 上式说明， 折算到运放输入端，仅1.4μV就可使二极管VD1导通。同理，使VD2 导通的电压也降到这个数量级。显然， 这样的精密整流电路可对微弱输入信号电压进行整流。 ; 精密转折点电路 ; 精密转折点电路实现非线性的函数 ;二、电压和电流转换电路;1 、电流-电压变换器（ I/U ）;2、 电压-电流变换器（ U / I ）;(b)负载接地;例1 由运放组成的晶体管?测量电路如下图，假设运放具有理想特性，晶体管的VBE=0.7V.;解：(1) vC