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1、集成运放基本运算电路第1页，本讲稿共23页12.1 求和运算电路求和运算电路12.1.1 反相输入求和电路反相输入求和电路12.1.2 同相输入求和电路同相输入求和电路12.1.3 双端输入求和电路双端输入求和电路第2页，本讲稿共23页12.1.1 反相输入求和电路反相输入求和电路 在在反反相相比比例例运运算算电电路路的的基基础础上上，增增加加一一个个输输入入支支路路，就就构构成成了了反反相相输输入入求求和和电电路路，见见图图12.01。此此时时两两个个输输入入信信号号电电压压产产生生的的电电流流都都流流向向Rf。所所以以输输出出是两输入信号的比例和。是两输入信号的比例和。图图12.01 反相
2、求和运算电路反相求和运算电路第3页，本讲稿共23页12.1.2 同相输入求和电路同相输入求和电路 在在同同相相比比例例运运算算电电路路的的基基础础上上，增增加加一一个个输输入入支支路，就构成了同相输入求和电路，如图路，就构成了同相输入求和电路，如图12.02所示。所示。图图12.02 同相求和运算电路同相求和运算电路 因因运运放放具具有有虚虚断断的的特特性性，对对运运放放同同相相输输入入端端的的电电位位可可用用叠叠加加原原理求得理求得:第4页，本讲稿共23页RRRRRRvRRRRRRRvRRRRRRRRRRvRRRRRvRRv+=+=f12i212221i1211f12i2121i12o)/(
3、)/()/()/()/()/()/()/(RvRvRRRRRRRRvRRvRRv+=+=2i21i1fnpfffi22pi11po)()(由此可得出由此可得出/fn21pRRRRRRR=式中+-=vv+=RRRvRRRRRvRRv)/()/()/()/(12i2121i12-+=vRRRvof而 ,i2i1of21npvvvRRRRR+=时当，第5页，本讲稿共23页12.1.3 双端输入求和电路双端输入求和电路 双双端端输输入入也也称称差差动动输输入入，双双端端输输入入求求和和运运算算电电路路如如图图12.0312.03所所示示。其其输输出出电电压压表表达达式式的的推推导导方方法法与与同相输入
4、运算电路相似同相输入运算电路相似。图图12.03双端输入求和运算电路双端输入求和运算电路 用用叠叠加加原原理理：当当vi1=vi2=0时时，求求出出vi3和和vi4在在输输出出端端产产生生的的电电压压分分量量vop。当当vi3=vi4=0时时，求求出出vi1和和vi2 在在输输出出端端产产生的分量生的分量von。第6页，本讲稿共23页先求式中式中Rp=R3/R4/R,Rn=R1/R2/Rf 第7页，本讲稿共23页再求于是于是第8页，本讲稿共23页例12.1:求求图图12.04所所示示数数据据放放大大器器的的输输出出表表达达式式，并分析并分析R1的作用。的作用。解解：vs1和和vs2为为 差差模
5、模输输入入信信号号，为为此此vo1和和vo2也也是是差差模模信信号号，R1的的中中点点为为交交流流零零电电位位。对对A3是是双双端端输输入入放放大大电电路。路。图12.04 数据放大器原理图第9页，本讲稿共23页所以所以 显显然然调调节节R1可可以以改改变变放放大大器器的的增增益益。产产品品数数据据放放大大器器，如如AD624、AD521等等，R1有有引引线线连连出出，同同时时有有一一组组R1接接成成分压器形式，可选择连线接成多种的分压器形式，可选择连线接成多种的R1阻值阻值。第10页，本讲稿共23页12.2 积分和微分运算电路积分和微分运算电路12.2.1 12.2.1 积分运算电路积分运算
6、电路12.2.2 12.2.2 微分运算电路微分运算电路第11页，本讲稿共23页12.2.1 积分运算电路积分运算电路 积积分分运运算算电电路路的的分分析析方方法法与与求求和和电电路路差差不不多多，反相积分运算电路如图反相积分运算电路如图12.0512.05所示。所示。图12.05 积分运算电路第12页，本讲稿共23页当输入信号是阶跃直流电压当输入信号是阶跃直流电压VI时，即时，即图图 12.05 积分运算放大电路积分运算放大电路（动画动画12-1）第13页，本讲稿共23页例例12.2:12.2:画画出出在在给给定定输输入入波波形形作作用用下下积积分分器器的的输输出波形。出波形。(a)阶跃输入
7、信号阶跃输入信号(b)方波输入信号方波输入信号图图12.06 积分器的输入和输出波形积分器的输入和输出波形第14页，本讲稿共23页 图图12.0612.06给给出出了了在在阶阶跃跃输输入入和和方方波波输输入入下下积积分分器器的输出波形。的输出波形。这这里里要要注注意意当当输输入入信信号号在在某某一一个个时时间间段段等等于于零零时时，积积分分器器的的输输出出是是不不变变的的，保保持持前前一一个个时时间间段段的的最最终终数数值值。因因为为虚虚地地的的原原因因，积积分分电电阻阻 R 两两端端无无电电位位差差，因此因此 C 不能放电，故输出电压保持不变。不能放电，故输出电压保持不变。第15页，本讲稿共
8、23页12.2.2 12.2.2 微分运算电路微分运算电路微分运算电路如图微分运算电路如图12.0712.07所示。所示。图图 12.07 微分电路微分电路第16页，本讲稿共23页12.3 12.3 对数和指数运算电路对数和指数运算电路1212.3.1.3.1 对数运算电路对数运算电路12.3.2 12.3.2 指数运算电路指数运算电路第17页，本讲稿共23页12.3.1 12.3.1 对数运算电路对数运算电路图图 12.08 对数运算电路对数运算电路对数运算电路见图对数运算电路见图12.08。由图可知。由图可知 第18页，本讲稿共23页12.3.2 12.3.2 指数运算电路指数运算电路 指
9、数运算电路如图指数运算电路如图12.0912.09所示。所示。指数运算电路相当反对数运算电路。指数运算电路相当反对数运算电路。图图 12.09 12.09 指数运算电路指数运算电路第19页，本讲稿共23页12.4 12.4 电压和电流转换电路电压和电流转换电路12.4.1 12.4.1 电流电流-电压变换器电压变换器12.4.2 12.4.2 电压电压-电流变换器电流变换器第20页，本讲稿共23页 12.4.1 电流电流-电压变换器电压变换器图图12.10是电流是电流-电压变换器电压变换器。由图可知：由图可知：可可见见输输出出电电压压与与输输入入电电流流成成比比例例，输输出出端端的的负负载载电
10、电流：流：若若 R RL L 固固定定，则则输输出出电电流流与与输输入入电电流流成成比比例例，此此时时该该电电路路也可视为电流放大电路。也可视为电流放大电路。图图12.10电流电流-电压变换电路电压变换电路第21页，本讲稿共23页12.4.2 12.4.2 电压电压-电流变换器电流变换器图图12.1112.11的电路为电压的电路为电压-电流变换器电流变换器图图12.1112.11电压电压-电流变换器电流变换器由图（由图（a a）可知）可知所以输出电流与输入电压成比例所以输出电流与输入电压成比例。(a)(a)负载不接地负载不接地(b)(b)负载接地负载接地第22页，本讲稿共23页(b)负载接地可解得 对对图图（b）电电路路，R1和和R2构构成成电电流流并并联联负负反反馈馈；R3、R4和和RL构成构成电压串联正反馈。由图（构成构成电压串联正反馈。由图（b）可得）可得:电电压压-电电流流和和电电流流-电电压压变变换换器器广广泛泛应应用用于于放放大大电电路路和和传传感感器器的的连连接接处处，是是很很有有用的电子电路。用的电子电路。第23页，本讲稿共23页