集成運(yùn)算放大器的用用電路

1、集成運(yùn)算放大器的用用電路第1頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四1.1 加法與減法運(yùn)算電路1. 反相加法運(yùn)算R3 = R1 / R2 / RfiF i1 + i2若 Rf = R1= R2 則 uO = (uI1+ uI2)可見輸出電壓與兩個(gè)輸入電壓之間是一種反相輸入加法運(yùn)算關(guān)系。第2頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四 R2 / R3 / R4 = R1/ Rf若 R2 = R3 = R4，則 uO = uI1+ uI2 Rf = 2R1 2. 同相加法運(yùn)算由于這種電路涉及到多個(gè)電阻的并聯(lián)運(yùn)算，給阻值調(diào)節(jié)帶來不便，而且還存在共模干擾，故實(shí)際中很少采用。

2、第3頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四法 1：利用疊加定理uI2 = 0 uI1 使：uI1 = 0 uI2 使：一般R1 = R1； Rf = RfuO = uO1 + uO2 = Rf / R1( uI2 uI1 )法 2：利用虛短、虛斷uo = Rf /R1( uI2 uI1 )減法運(yùn)算實(shí)際是差動(dòng)電路3. 減法運(yùn)算電路若四個(gè)電阻均相同，則uo = uI2 uI1 第4頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四測(cè)量放大器(或儀用放大器)同相輸入同相輸入差動(dòng)輸入uO1uO2對(duì)共模信號(hào)：uO1 = uO2 則 uO = 0對(duì)差模信號(hào)：R1 中點(diǎn)為交流地為保證

3、測(cè)量精度需元件對(duì)稱性好4三運(yùn)放差動(dòng)放大電路第5頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四儀器放大器是用來放大微弱差值信號(hào)的高精度放大器。 特點(diǎn)：KCMR很高、 Ri 很大， Au 在很大范圍內(nèi)可調(diào)。儀器放大器單片集成產(chǎn)品：LH0036、LH0038、AMP-03、AD365、AD524等。例：儀器放大器構(gòu)成的橋路放大器溫度為規(guī)定值時(shí) RT =R 路橋平衡 uo =0 。溫度變化時(shí) RT R 路橋不平衡 uo 產(chǎn)生變化。儀器放大器RGRTRRRt oVREFuo第6頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四例1求圖示電路中uo與ui1、ui2的關(guān)系。 解：電路由第一級(jí)

4、的反相器和第二級(jí)的加法運(yùn)算電路級(jí)聯(lián)而成第7頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四例2 求圖示電路中uo與uI1、uI2的關(guān)系。第 6 章集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用第8頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四例3差動(dòng)運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)條件：Rf = 10 k要求：uo = uI1 2uI2R1 = 5 kR2 = 2R3R2/ R3= R1/Rf= 5/10R2= 10 kR3= 5 k第9頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四課堂練習(xí)第10頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四1. 積分運(yùn)算電路=當(dāng) uI = UI 時(shí)，設(shè) uC(0)

5、 = 0 時(shí)間常數(shù) = R1Cf1.2 積分與微分運(yùn)算電路第11頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四反相積分器：如果u i=直流電壓, 輸出將反相積分，經(jīng)過一定的時(shí)間后輸出飽和。tui0tuo0-UomTM積分時(shí)間設(shè)Uom=15V,ui=+3V, R=10k ,C=1F求積到飽和值的時(shí)間：第12頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四練習(xí): 畫出在給定輸入波形作用下積分器的輸出波形。tui0212345tuo0-2-4-6第13頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四應(yīng)用舉例：輸入方波，輸出是三角波。tui0tuo0第14頁，共22頁，202

6、2年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四例6.4 在圖所示電路中。（1）寫出輸出電壓uo與輸入電壓ui的運(yùn)算關(guān)系。（2）若輸入電壓ui=1V，電容器兩端的初始電壓uC=0V，求輸出電壓uo變?yōu)?V所需要的時(shí)間。解：（1）由可知，運(yùn)放A1構(gòu)成積分電路，A2構(gòu)成加法電路，輸入電壓ui經(jīng)積分電路積分后再與ui通過加法電路進(jìn)行加法運(yùn)算。由圖可得：第15頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四將 代入以上兩式，得（2）因，當(dāng)uo變?yōu)?V時(shí)，有故需經(jīng)過，輸出電壓uo變?yōu)?V第16頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四R2 = Rf虛地虛斷RfC1 = 時(shí)間常數(shù)微分電路輸出電壓

7、：2. 微分運(yùn)算電路 uItOuOtO第17頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四u+ = u-= usio = i1 = us / R11. 輸出電流與負(fù)載大小無關(guān)2. 恒壓源轉(zhuǎn)換成為恒流源特點(diǎn)：1.3 基本運(yùn)算電路應(yīng)用舉例例6.5 在工程應(yīng)用中，為抗干擾、提高測(cè)量精度或滿足特定要求，常常需要進(jìn)行電壓信號(hào)和電流信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。圖示電路稱為電壓-電流轉(zhuǎn)換器，試分析其輸出電流io和輸入電壓us之間的關(guān)系。第18頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四例6 圖示電路為比例-積分運(yùn)算電路，又稱PI調(diào)節(jié)器。它在自動(dòng)控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。試分析其輸入、輸出電壓關(guān)系。解

8、：根據(jù)虛短和虛斷的概念，由圖可得第19頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四當(dāng)輸入電壓為一恒定Ui值時(shí)，輸出電壓為上式的第一項(xiàng)為比例調(diào)節(jié)，第二項(xiàng)為積分調(diào)節(jié)。 設(shè)t=0時(shí)，在輸入端加入固定電壓Ui，由于電容上電壓不能突變，UCf = 0，電路只有比例調(diào)節(jié)運(yùn)算起作用，此時(shí) 當(dāng)t0時(shí)，電容開始充電，積分運(yùn)算起作用，隨著時(shí)間增長(zhǎng)，輸出電壓作直線變化，比例-積分動(dòng)作的變化規(guī)律如圖所示。 積分電路在自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用來實(shí)現(xiàn)延時(shí)、定時(shí)，本例中用來延緩過渡過程的沖擊，使被控制的電機(jī)外加電壓緩慢上升，避免其轉(zhuǎn)矩猛增，造成傳動(dòng)機(jī)械的損壞。第20頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四例7 開關(guān)延遲電路電子開關(guān)當(dāng) uO 6 V 時(shí) S 閉合，tuOO6 V1 msuItO 3 VtusO 3 V第21頁，共22頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期四