[工學(xué)]集成運(yùn)算放大器-文庫(kù)吧
2024-11-23 00:07 本頁(yè)面
【正文】 +Uo(sat) O 飽和區(qū) 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的運(yùn)用 集成運(yùn)算放大器與外部電阻、電容、半導(dǎo)體器件等構(gòu)成閉環(huán)電路后，能對(duì)各種模擬信號(hào)進(jìn)行比例、加法、減法、微分、積分、對(duì)數(shù)、反對(duì)數(shù)、乘法和除法等運(yùn)算。我們只介紹前面幾種電路： 比例運(yùn)算； 加法運(yùn)算； 減法運(yùn)算； 積分運(yùn)算； 微分運(yùn)算。 比例運(yùn)算 1i1 Ruui ???Fof Ruui ?? ?(1) 電路組成 以后如不加說(shuō)明，輸入、輸出的另一端均為地 (?)。 (2) 電壓放大倍數(shù) 因 虛短 , 所以 u–=u+= 0， 稱反相輸入端“虛地” — 反相輸入的重要特點(diǎn) 因 虛斷， i+= i– = 0 ， if i1 i– i+ 所以 i1 ? if 因要求靜態(tài)時(shí) u+、 u– 對(duì)地電阻相同， 所以 平衡電阻 R2 = R1 // RF uo RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? ⑤ 電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸入、輸出電阻低， ri = R1。共模輸入電壓低。 結(jié)論： ① Auf為負(fù)值，即 uo與 ui 極性相反。 因?yàn)? ui 加 在反相輸入端。 ② Auf 只與外部電阻 R RF 有關(guān)，與運(yùn)放本 身參數(shù)無(wú)關(guān)。 ③ | Auf | 可大于 1，也可等于 1 或小于 1 。 ④ 因 u–= u+= 0 ， 所以 反相輸入端“虛地”。 例： 電路如下圖所示，已知 R1= 10 k? ， RF = 50 k? 。 求： 1. Auf 、 R2 ； 2. 若 R1不變，要求 Auf為 – 10，則 RF 、 R2 應(yīng)為 多少？ 解： 1. Auf = – RF ? R1 = –50 ? 10 = –5 R2 = R1 ?? RF =10 ?50 ? (10+50) = k? 2. 因 Auf = – RF / R1 = – RF ? 10 = –10 故得 RF = –Auf ? R1 = –(–10) ?10 =100 k? R2 = 10 ? 100 ? (10 +100) = 9. 1 k? uo RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? 2. 同相比例運(yùn)算 oF11 uRRRu???因 虛斷， 所以 u+ = ui i1Fo )1( uRRu ??（ 1）電路組成 （ 2）電壓放大倍數(shù) 1Fiof 1 RRuuAu ???uo RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? 因 虛短， 所以 u– = ui ， 反相輸入端不“虛地” 因要求靜態(tài)時(shí) u+、 u?對(duì)地電阻相同， 所以 平衡電阻 R2=R1//RF u+ u– ⑤ 電壓串聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻高、輸出電阻低， 共模輸入電壓可能較高。 結(jié)論： ① Auf 為正值，即 uo與 ui 極性相同。 因?yàn)? ui 加 在同相輸入端。 ② Auf只與外部電阻 R RF 有關(guān)，與運(yùn)放本 身參數(shù)無(wú)關(guān)。 ③ Auf ≥ 1 ，不能小于 1 。 ④ u– = u+ ≠ 0 ，反相輸入端不存在“虛地”現(xiàn)象。 當(dāng) R1= ? 且 RF = 0 時(shí)， uo = ui ， Auf = 1， 稱電壓跟隨器。 uo RF ui R2 R1 + + – – + + ? – ? 由運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟 隨器 輸入電阻高、輸出 電阻低， 其跟隨性能比 射極輸出器更好。 uo ui + + – – + + ? – ? 左圖是一電壓跟隨器，電源經(jīng)兩個(gè)電阻分壓后加在電壓跟隨器的輸入端，當(dāng)負(fù)載 RL變化時(shí)，其兩端電壓 uo不會(huì)隨之變化。 Uo= uo + – + + ? – ? 15k? RL 15k? +15V ? 例： 加法運(yùn)算 在反相輸入端增加若干輸入電路，則構(gòu)成反相加法運(yùn)算電路 因 虛短 , u–= u+= 0 Fo3i3i2i2i1i1i RuRuRuRu ????故得Fo3i3i2i2i1i1iRuuRuuRuuRuu ??????? ????因 虛斷 ， i– = 0 所以 ii1+ ii2 + ii3 = if uo_R 1 3 R Fi i 3 i fR2R1 2ii 2R1 1ii 1ui 1ui 2ui 3∞_ 平衡電阻： R2= Ri1 // Ri2 // Ri3 // RF F F Fo i1 i2 i31 1 1 2 1 3()R R Ru u u uR R R? ? ? ? 減法運(yùn)算 由虛斷可得： 2i3 23 uRRRu???由虛短可得： ?? ? uu分析方法 1： ui2 uo RF ui1 R3 R2 + + ? – ? R1 + – + + – – 如果取 R1 = R2 ， R3 = RF )( 1i2i1Fo uuRRu ??則： 如 R1 = R2 = R3 = RF 1i2io uuu ??則：R2 // R3 = R1 // RF 輸出與兩個(gè)輸入信號(hào)的差值成正比。 常用做測(cè)量 放大電路 ))1( 1i1F2i3231Fo uRRuRRRRRu ????1F11io1i RRRuuu????1R1i uuu
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