基本运算电路

第五章信号的运算和处理§5.1集成运放组成的运算电路一、概述二、比例运算电路三、加减运算电路四、积分运算电路和微分运算电路一、概述Aod、rid、fH均为无穷大，ro、失调电压及其温漂、失调电流及其温漂、噪声均为0。因为uO为有限值，Aod＝∞，所以uN－uP＝0，即uN＝uP…………虚短路因为rid＝∞，所以iN＝iP＝0………虚断路电路特征：引入电压负反馈。无源网络2.集成运放的线性工作区:uO＝Aod(uP－uN)1.理想运放的参数特点二、比例运算电路+_iN=iP=0，uN=uP=0－－虚地在节点N：RuiiRIFIffFOuRRRiu1.反相输入R’=R//RF“虚断”“虚短”由iR=iF，得uIuNRuNuoRFIFIofRRuuAu反相输入端“虚地”，电路的输入电阻为Rif=RuoRFRuI引入深度电压并联负反馈，电路的输出电阻为R0f=0IfONfOIPN)1()1(uRRuuRRuuuu2.同相输入*R’=R//RFi+=i-=0又uN=uP=uＩuNRRRFuORRRFuOuIAufuOuI1RFR得：由于该电路为电压串联负反馈，所以输入电阻很高。uo(1RFR)uIIPNOuuuu同相输入比例运算电路的特例：电压跟随器Auf=1三、加减运算电路3I32I211I321FPN0RuRuRuiiiiuuRRR)(3I32I211IffFORuRuRuRRiu方法一：节点电流法1.反相求和1.反相求和I33fI22fI11fO3O2O1OuRRuRRuRRuuuu方法二：利用叠加原理首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压，然后将所有结果相加，即得到所有输入信号同时作用时的输出电压。uO2RfR2uI2uO3RfR3uI31I1fO1uRRu2.同相求和设R1∥R2∥R3∥R4＝R∥Rf利用叠加原理求解：令uI2=uI3=0，求uI1单独作用时的输出电压在求解运算电路时，应选择合适的方法，使运算结果简单明了，易于计算。uO1(1RfR)R2//R3//R4R1R2//R3//R4uI1同理可得，uI2、uI3单独作用时的uO2、uO3，形式与uO1相同，uO=uO1+uO2+uO3。物理意义清楚，计算麻烦！2.同相求和设R1∥R2∥R3∥R4＝R∥Rfff3I32I211IPfPfO)()1(RRRuRuRuRRRRuRRu)(3I32I211IfORuRuRuRu与反相求和运算电路的结果差一负号4321iiii4P3PI32PI21PI1RuRuuRuuRuuP43213I32I21I1)1111(uRRRRRuRuRuuPRP(uI1R1uI2R2uI3R3)(RPR1//R2//R3//R4)3.加减运算利用求和运算电路的分析结果)(2I21I14I43I3fORuRuRuRuRu设R1∥R2∥Rf＝R3∥R4∥R5)(I1I2fOuuRRu若R1∥R2∥Rf≠R3∥R4∥R5，uO＝?实现了差分放大电路四、积分运算电路和微分运算电路RuiiRCI)(d11OIO21tutuRCutttuRCud1IOuO1RCuI(t2t1)uO(t1)tRuCuud1ICO1.积分运算电路“虚地”，u=0uO=uC“虚断”iR=iC移相利用积分运算的基本关系实现不同的功能1)输入为阶跃信号时的输出电压波形？2)输入为方波时的输出电压波形？3)输入为正弦波时的输出电压波形？线性积分，延时波形变换2.微分运算电路tuRCRiutuCiiRCRddddIOI为了克服集成运放的阻塞现象和自激振荡，实用电路应采取措施。限制输入电流滞后补偿限制输出电压幅值虚地运放由于某种原因进入非线性区而不能自动恢复的现象电路如图所示,集成运放输出电压的最大幅值为±14V,填表。试求图示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。