集成運放組成的運算電路第6章6.1基本運算電路1.反相輸入加法電路運放工作于線性狀態(tài)電壓并聯(lián)負反饋根據(jù)“虛短”、“虛斷”有b2A+b1–故有b2A+b1–6.1基本運算電路【例1】試設(shè)計一加法電路，使輸入和輸出滿足關(guān)系，且反饋電阻

?！窘狻坑梅聪噍斎爰臃娐穪韺崿F(xiàn)題目的要求

由于反相輸入加法電路的輸入輸出反相，為了滿足設(shè)計中輸入輸出同相位的要求，必須在反相輸入加法電路之后再加一級反相器。設(shè)計電路：6.1基本運算電路

選擇反相輸入加法電路的參數(shù)：圖中要實現(xiàn)由得由得6.1基本運算電路2.同相輸入加法電路運放工作于線性狀態(tài)電壓串聯(lián)負反饋根據(jù)“虛短”、“虛斷”的特性，有A+b1b2式中故6.1基本運算電路同相端電壓式中A+b1b26.1基本運算電路電平抬高電路A/Duiuo【解】【例2】A/D變換器要求其輸入電壓的幅度為0~+5V，現(xiàn)有信號變化范圍為-5V~+5V。試設(shè)計一電平抬高電路，將其變化范圍變?yōu)?~+5V。電路原理方框圖6.1基本運算電路+5V-5V+5V+2.5Vuo=0.5ui+2.5V電平抬高電路A/Duiuo寫出uo的表達式：（1）采用同相輸入加法電路uoui6.1基本運算電路uo=0.5ui+2.5V設(shè)計電路：A+b1b26.1基本運算電路uo=0.5ui+2.5V設(shè)計電路：A+b1b26.1基本運算電路uo=0.5ui+2.5V（2）采用反相加法電路A+b1b2A+b1b22R6.1基本運算電路運放工作于線性狀態(tài)電壓負反饋A+b1b23.減法運算電路電路的組成6.1基本運算電路+同相比例器A+b1b2反相比例器A+b1b2A+b1b2根據(jù)疊加原理6.1基本運算電路A+b1b2A+b1b26.1基本運算電路如果則如果則6.1基本運算電路由圖可知其中故CA+iR+–4.積分運算6.1基本運算電路輸入階躍電壓tO輸出電壓隨時間線性下降運放的最大輸出電壓輸出飽和tO6.1基本運算電路tO輸入電壓tO輸出電壓6.1基本運算電路故由圖可知其中CA+iFR+–5.微分運算

6.1基本運算電路微分電路的階躍響應(yīng)UtOtO輸入信號輸出信號CA+iFR+–6.1基本運算電路輸入電壓輸出電壓tOtOT6.1基本運算電路【例4】在自動控制系統(tǒng)中，常采用如圖所示的PID調(diào)節(jié)器，試分析輸出電壓與輸入電壓的運算關(guān)系式?！窘狻扛鶕?jù)運放“虛短”和“虛斷”的特性輸出電壓其中6.1基本運算電路式中輸出電壓故因電路中含有比例、積分和微分運算，故稱之為PID調(diào)節(jié)器。6.1基本運算電路6.2對數(shù)和反對數(shù)運算電路6.2.1對數(shù)運算由圖可知R+AT+––當uI<0時T選用PNP型故電路存在的問題：（1）uI必須為正即只要當輸入信號uI>0時，晶體管T才能導(dǎo)通，電路才能正常工作（2）IS和UT都是溫度的函數(shù)，其運算結(jié)果受溫度的影響很大R+AT+––6.2對數(shù)和反對數(shù)運算電路故6.2.2反對數(shù)運算由圖可知RT+Ab1b26.2對數(shù)和反對數(shù)運算電路6.3模擬乘法器及其應(yīng)用6.3.1模擬乘法器的功能及符號K

模擬乘法器能夠?qū)崿F(xiàn)兩路輸入信號的相乘運算，還可以與運算放大器結(jié)合實現(xiàn)除法運算、求根運算和求冪運算等，并且廣泛運用于通訊、廣播、儀表和測量等領(lǐng)域。1、功能及用途2、模擬乘法器電路符號1.平方運算電路6.3.2

乘法器應(yīng)用電路K6.3模擬乘法器及其應(yīng)用2.開平方運算電路由圖可知故K+A6.3模擬乘法器及其應(yīng)用

3.除法運算電路由圖可知故K+A6.3模擬乘法器及其應(yīng)用【例】運算電路如圖所示。已知模擬乘法器的運算關(guān)系式為（a）電路對uI3的極性是否有要求？簡述理由（b）試求uO與uI1、uI2、uI3的關(guān)系式【解】（a）只有電路中引入負反饋，才能實現(xiàn)運算只有uI1與u

O符號相反，電路引入的才是負反饋已知uI1與uO符號相反，故u

O與uO應(yīng)同符號。6.3模擬乘法器及其應(yīng)用（b）由圖可知因為k<0，所以uI3應(yīng)小于零運放同相端電壓反相端的電流方程由此可得輸出電壓6.3模擬乘法器及其應(yīng)用6.4集成運放使用中的幾個問題6.4.1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6.4.2調(diào)零常用的調(diào)零電路帶調(diào)零引出端無調(diào)零端LM32423154766.4集成運放使用中的幾個問題6.4.3消振及供電電源的去耦自激振蕩的原因運放的增益高存在寄生電容消振的措施：1．消振加入消振電容（1）消振電容集成在運放內(nèi)部（3）合理的元件排列和布線（2）外部消振可在電路中加入電容C或RC并聯(lián)（或串聯(lián)）網(wǎng)絡(luò)6.4集成運放使用中的幾個問題2.供電電源的去耦（1）運放的電源管腳都必須接入去耦電容（如0.1μF的陶瓷電容器），并且連接線盡量要短以而減小分布電感的影響（2）在電路板電源入口處接電容量較大（如10μF左右）的電容器并盡量加寬電源線和地線6.4集成運放使用中的幾個問題6.4.4保護1．輸入保護R+Ab1b22.輸出保護+A6.4集成運放使用中的幾個問題[例]用理想集成運算放大器實現(xiàn)下列運算關(guān)系，并畫出電路圖。要求所用的運算放大器為三個，元件的取值范圍為C=1

F，1kW≤R≤1MW。[解]根據(jù)題意，將要求實現(xiàn)下列運算關(guān)系變形為式可以用積分器來實現(xiàn)第6章例題式主講教師：趙進全用反相輸入的加法器來實現(xiàn)最后，再來一級反相器，即可實現(xiàn)整個運算第6章例題+–1mFA330kW1MW??10kW15kW30kW10kW10kWA2A1––++實現(xiàn)電路第6章例題1、加法運算(1)反相輸入加法電路第6章小結(jié)b2A+b1–(2)同相輸入加法電路A+b1b2第6章小結(jié)2、減法運算A+b1b2根據(jù)疊加原理第6章小結(jié)3、積分運算4、微分運算C