电子技术基础课件：集成运算放大器的线性应用.pptx

;由集成运放和外接电阻、电容可以构成比例、加减、积分与微分的运算电路称为基本运算电路，此外还可以构成有源滤波器电路。这时集成运放必须工作在传输特性曲线的线性区范围。在分析基本运算电路的输出与输入的运算关系或电压放大倍数时，将集成运放看成理想集成运放，可根据“虚短”和“虚断”的特点来进行分析，较为简便。;1.比例运算

（1）反相比例运算

图5-20所示电路是反相比例运算电路。输入信号从反相输入端输入，同相输入端通过电阻接地。;根据“虚短”和“虚断”的特点，即，，可得，由于，故。这表明，运放反相输入端与地端等电位，但又不是真正接地，这种情况通常将反相输入端称为“虚地”。因此

因为，，则可得

上式表明，与符合比例关系，式中负号表示输出电压与输入电压的相位（或极性）相反。;电压放大倍数为：

改变和比值，即可改变其电压放大倍数。

图5-20中集成运放的同相输入端接有电阻，参数选择时应使两输入端外接直流通路等效电阻平衡，即，静态时使输入级偏置电流平衡并让输入

级的偏置电流在运算放大器两个输入端

的外接电阻上产生相等的压降，以便消

除放大器的偏置电流及漂移的对输出端

的影响，故又称为平衡电阻。;下页;因，，可得

，

故：

即：

上式表明，该电路与反相比例运算电路一样，与ui也是符合比例关系的，所不同的是，输出电压与输入电压的相位（或极性）相同。

电压放大倍数为：

;图5-21中，若去掉如图5-22所示，

这时：

上式表明，与大小相等，

相位相同，起到电压跟随作用，

故该电路称为电压跟随器。

其电压放大倍数为：;2.加法与减法运算

（1）加法电路

加法运算即对多个输入信号进行求和，根据输出信号与求和信号反相还是同相分可为反??加法运算和同相加法运算两种方式。;①反相加法运算

图5-23所示为反相输入加法运算电路，它是利用反相比例运算电路实现的。图中输入信号ui1、ui2通过电阻R1、R2由反相输入端引入，同相输入端通过一个直流平衡电阻R3接地，要求。;根据运放反相输入端“虚断”可知，而根据运放反相时输入端“虚地”可得，

因此由图5-23得

故可求得输出电压为

可见实现了反相加法运算。

若，则

由上式可见，这种电路在调整某一路输入端电阻时并不影响其他路信号产生的输出值，因而调节方便，使用得较广泛。;②同相加法运算

图5-24所示为同相输入加法运算电路，它是利用同相比例运算电路实现的。图中的输入信号ui1、ui2是通过电阻R1、R2由同相输入端引入的。为了使直流电阻平衡，要求。;根据运放同相端“虚断”，对ui1、ui2应用叠加原理可求得为

根据同相输入时输出电压与运放同相端电压的关系式可得输出电压为：

可见实现了同相加法运算。

若，，则上式可简化为

由上式可见，这种电路在调整一路输入端电阻时会影响其他路信号产生的输出值，因此调节不方便。;（2）减法电路

图5-25所示为减法运算电路，图中输入信号ui1和ui2分别加至反相输入端和同相输入端，这种形式的电路又称为差分运算电路。

对该电路也可用“虚短”

和“虚断”来分析，下面利用

叠加原理根据同相和反相比例

运算电路已有的结论进行分析，

这样可使分析更简便。;首先，设ui1单独作用，而ui2＝0，

此时电路相当于一个反相