集成運放組成的運算電路

第六章集成運放組成的運算電路§6.1集成運放組成的運算電路§6.2模擬乘法器及其在運算電路中的應(yīng)用§6.3集成運算放大器使用中的幾個問題§6.1

集成運放組成的運算電路一、概述二、比例運算電路三、加減運算電路四、積分運算電路和微分運算電路五、對數(shù)運算電路和指數(shù)運算電路一、概述（復(fù)習(xí)）

Aod、rid

、fH

均為無窮大，ro、失調(diào)電壓及其溫漂、失調(diào)電流及其溫漂、噪聲均為0。

因為uO為有限值，Aod＝∞，所以uN－uP＝0，即

uN＝uP…………虛短路因為rid＝∞，所以

iN＝iP＝0………虛斷路電路特征：引入電壓負(fù)反饋。無源網(wǎng)絡(luò)2.集成運放的線性工作區(qū):

uO＝Aod(uP－uN)，電路都要引入深度負(fù)反饋1.理想運放的參數(shù)特點3.研究的問題（1）運算電路：運算電路的輸出電壓是輸入電壓某種運算的結(jié)果，如加、減、乘、除、乘方、開方、積分、微分、對數(shù)、指數(shù)等。（2）描述方法：運算關(guān)系式uO＝f(uI)

（3）分析方法：“虛短”和“虛斷”是基本出發(fā)點。（1）識別電路；（2）掌握輸出電壓和輸入電壓運算關(guān)系式的求解方法。4、學(xué)習(xí)運算電路的基本要求二、比例運算電路電路引入了哪種組態(tài)的負(fù)反饋？電路的輸入電阻和輸出電阻分別為多少？3)R’＝？為什么？+_iN=iP=0，uN=uP=0－－虛地在節(jié)點N：1.反相輸入R’=R∥Rf保證輸入級的對稱性，當(dāng)外加信號為零時，RN=RP電壓并聯(lián)負(fù)反饋RI=R，RO=0比例系數(shù)，負(fù)號表示uO與uI反相。T形反饋網(wǎng)絡(luò)反相比例運算電路利用R4中有較大電流來獲得較大數(shù)值的比例系數(shù)。2.同相輸入電路引入了哪種組態(tài)的負(fù)反饋？輸入電阻為多少？電壓串聯(lián)負(fù)反饋無窮大uf比例系數(shù)（放大倍數(shù)），uO與uI同相同相輸入比例運算電路的特例：

電壓跟隨器三、加減運算電路方法一：節(jié)點電流法1.反相求和1.反相求和方法二：利用疊加原理

首先求解每個輸入信號單獨作用時的輸出電壓，然后將所有結(jié)果相加，即得到所有輸入信號同時作用時的輸出電壓。2.同相求和設(shè)R1∥R2∥R3∥R4＝R∥Rf利用疊加原理求解：令uI2=uI3=0，求uI1單獨作用時的輸出電壓

在求解運算電路時，應(yīng)選擇合適的方法，使運算結(jié)果簡單明了，易于計算。同理可得，

uI2、uI3單獨作用時的uO2、uO3，形式與uO1相同，uO=uO1+uO2+uO3

。

物理意義清楚，計算麻煩！2.同相求和設(shè)R1∥R2∥R3∥R4＝R∥Rf與反相求和運算電路的結(jié)果差一負(fù)號3.加減運算

利用求和運算電路的分析結(jié)果設(shè)R1∥R2∥Rf＝R3∥R4∥R5實現(xiàn)了差分放大電路四、積分運算電路和微分運算電路1.積分運算電路——輸出信號是輸入信號的積分積分起始時刻的輸出電壓移相利用積分運算的基本關(guān)系實現(xiàn)不同的功能1)輸入為階躍信號時的輸出電壓波形？2)輸入為方波時的輸出電壓波形？3)輸入為正弦波時的輸出電壓波形？波形變換利用積分運算可以實現(xiàn)方波-三角波的波形變換和正弦-余弦的移相功能2.微分運算電路

為了克服集成運放的阻塞現(xiàn)象和自激振蕩，實用電路應(yīng)采取措施。限制輸入電流相位補償限制輸出電壓幅值虛地運放由于某種原因進(jìn)入非線性區(qū)而不能自動恢復(fù)的現(xiàn)象運算關(guān)系受溫度的影響較大五、對數(shù)運算電路和指數(shù)運算電路1.對數(shù)運算實用電路中常常采取措施消除IS對運算關(guān)系的影響利用PN結(jié)端電壓與電流的關(guān)系2.指數(shù)運算電路輸入電壓應(yīng)大于零,且只能在發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓范圍內(nèi)§6.2

模擬乘法器及其在

運算電路中的應(yīng)用一、模擬乘法器簡介二、在運算電路中的應(yīng)用一、模擬乘法器簡介模擬乘法器的符號模擬乘法器的等效電路二、在運算電路中的應(yīng)用2.乘方運算1.乘法運算

實際的模擬乘法器k常為+0.1V-1或－0.1V-1。

若k=+0.1V-1，uI1=uI2=10V，則uO=10V。實現(xiàn)了對正弦波電壓的二倍頻變換

為使電路引入的是負(fù)反饋，k和uI2的極性應(yīng)如何？3.除法運算運算電路中集成運放必須引入負(fù)反饋！若集成運放的同相輸入端與反相輸入端互換，則k和uI2的極性應(yīng)如何？條件：同極性為實現(xiàn)上式，電路中uI、uO、k的極性是什么？為什么？4.開方運算

若集成運放的負(fù)反饋通路中為某種運算電路，則整個電路實現(xiàn)其逆運算！如何實現(xiàn)開三次方運算電路？§6.3集成運算放大器使用中的幾個問題一、選型二、調(diào)零三、消振四、保護(hù)一、選型

專用型類型特點應(yīng)用場合通用型種類多，價格便宜一般測量、運算電路低功耗型功耗低遙感、遙測電路高精度型型測量精度高、零漂小毫伏級或更低微弱信號測量高輸入阻抗型Rid對被測信號影響小生物醫(yī)電信號提取、放大高速寬帶型帶寬高、轉(zhuǎn)換速率高視頻放大或高頻振蕩電路高壓型電源電壓48V～300V高輸出電壓和大輸出功率集成運放及其特性簡表二、調(diào)零由于實際運算放大器存在失調(diào)電壓和失調(diào)電流,因而造了當(dāng)輸入為零時輸出不為零的現(xiàn)象,這此需要有調(diào)零措施.常用的調(diào)零電路帶調(diào)零引出端23154