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教程与手册

运算放大器应用

常青树
常青树

2008-10-02

 

 

运算放大器应用






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§8.1 比例运算电路

8.1.1 反相比例电路

  1. 基本电路

  电压并联负反馈输入端虚短、虚断

  

  特点:

  反相端为虚地,所以共模输入可视为0,对运放共模抑制比要求低

  输出电阻小,带负载能力强

  要求放大倍数较大时,反馈电阻阻值高,稳定性差。

  如果要求放大倍数100,R1=100K,Rf=10M

2. T型反馈网络

  虚短、虚断





  


8.1.2 同相比例电路

  1. 基本电路:电压串联负反馈

  输入端虚短、虚断

特点:
输入电阻高,输出电阻小,带负载能力强
V-=V+=Vi,所以共模输入等于输入信号,对运放的共模 抑制比要求高

2. 电压跟随器

          

输入电阻大输出电阻小,能真实地将输入信号传给负载而从信号源取流很小

§8.2 加减运算电路

8.2.1 求和电路

  电路中的虚短虚断动画

  理想运放模型动画

  1. 反相求和电路

  虚短、虚断

   

  特点:调节某一路信号的输入电阻不影响其他路输入与输出的比例关系

  2. 同相求和电路

  虚短、虚断

  

8.2.2 单运放和差电路

  

  

8.2.3 双运放和差电路

  

例1:设计一加减运算电路

设计一加减运算电路,使 Vo=2Vi1+5Vi2-10Vi3

  解:用双运放实现

  

  如果选Rf1=Rf2=100K,且R4= 100K

  则:R1=50K  R2=20K  R5=10K

  平衡电阻 R3= R1// R2// Rf1=12.5K  R6=R4//R5//Rf2= 8.3K

例2:如图电路,求Avf,Ri

  解:

  

§8.3 积分电路和微分电路

8.3.1 积分电路

  电容两端电压与电流的关系:

  

积分实验电路

  

积分电路的用途

  将方波变为三角波(Vi:方波,频率500Hz,幅度1V)

  将三角波变为正弦波(Vi:三角波,频率500Hz,幅度1V)

  

  (Vi:正弦波,频率500Hz,幅度1V)

  思考:输入信号与输出信号间的相位关系?

  (Vi:正弦波,频率200Hz,幅度1V)

  思考: 输入信号频率对输出信号幅度的影响?

积分电路的其它用途:

  去除高频干扰

  将方波变为三角波

  移相

  在模数转换中将电压量变为时间量

§8.4 对数和指数运算电路

8.4.1 对数电路

对数电路改进

  基本对数电路缺点:

  运算精度受温度影响大;
  小信号时exp(VD/VT)与1差不多大,所以误差很大;
  二极管在电流较大时伏安特性与PN结伏安特性差别较大,所以运算只在较小的电流范围内误差较小。

改进电路1:用三极管代替二极管

  电路在理想情况下可完全消除温度的影响



改进电路3:实用对数电路

  如果忽略T2基极电流, 则M点电位:


                  

8.4.2 指数电路  

  1. 基本指数电路

2. 反函数型指数电路         电路必须是负反馈才能正常工作,所以:

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