集成运放组成的运算电路.pptx
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1、集成运算组成的运算电路集成运算组成的运算电路第第 7章章7.1 一般问题一般问题7.2 基本运算电路基本运算电路7.5 集成模拟乘法器及其应用集成模拟乘法器及其应用7.3 对数和指数运算电路对数和指数运算电路7.4 基本运算电路应用举例基本运算电路应用举例 运算放大器的两个工作区域(状态)运算放大器的两个工作区域(状态)1.运放的电压传输特性运放的电压传输特性设:电源电压设:电源电压VCC=10V。运放的运放的AOd=104Ui1mV时,运放处于线性区。时,运放处于线性区。AOd越大,线性区越小,越大,线性区越小,当当AOd时,线性区时,线性区07.1一般问题一般问题uOAod(u+u-)理想
2、运算放大器:理想运算放大器:开环电压放大倍数开环电压放大倍数 A0d=差摸输入电阻差摸输入电阻 Rid=输出电阻输出电阻 R0=0为了扩大运放的线性区,给运放电路引入负反馈:为了扩大运放的线性区,给运放电路引入负反馈:理想运放工作在线性区的条件:理想运放工作在线性区的条件:电路中有负反馈!电路中有负反馈!运放工作在线性区的分析方法:运放工作在线性区的分析方法:虚短(虚短(U+U-)虚断(虚断(i+i-0)2.线性应用线性应用3.非线性应用非线性应用运放工作在非线性区的特点:运放工作在非线性区的特点:正、负饱和输出状态正、负饱和输出状态电路处于电路处于开环开环工作状态或引入工作状态或引入正反馈正
3、反馈!运放工作在非线性区的分析方法在下一章讨论。运放工作在非线性区的分析方法在下一章讨论。4.本章的研究问题本章的研究问题 (1)运算电路:运算电路的输出电压是输入电压某种)运算电路:运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果,如比例运算、加、减、乘、除、乘方、开方、运算的结果,如比例运算、加、减、乘、除、乘方、开方、积分、微分、对数、指数等。积分、微分、对数、指数等。(2)描述方法:运算关系式)描述方法:运算关系式 uOf(uI)(3)分析方法:)分析方法:“虚短虚短”和和“虚断虚断”。(1)识别电路;)识别电路;(2)掌握输出电压和输入电压运算关系式的求解方法。)掌握输出电压和输入电压运算
4、关系式的求解方法。5.学习运算电路的基本要求学习运算电路的基本要求7.2基本运算基本运算电路电路 7.2.1 比例运算比例运算 7.2.2 加法与减法运算加法与减法运算 7.2.3 微分与积分运算微分与积分运算7.2.1 比例运算比例运算一、反相比例运算一、反相比例运算运算放大器在线性应用运算放大器在线性应用时同时存在虚短和虚断时同时存在虚短和虚断虚断虚断虚地虚地RifR if1)电路引入了哪种组态的负反馈?电路引入了哪种组态的负反馈?2)电路的输入电阻为多少?电路的输入电阻为多少?3)R2?为什么?为什么?Rf太大,噪声大。太大,噪声大。R2=R1Rf4)共模抑制比共模抑制比KCMR时会影响
5、运算精度吗?为什么?时会影响运算精度吗?为什么?保证输入级的对称性保证输入级的对称性5)若要若要Ri100k,比例系数为,比例系数为100,R1?Rf?uIC=0,对,对 KCMR 的要求低的要求低T 形反馈网络反相比例运算电路形反馈网络反相比例运算电路利用利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数。中有较大电流来获得较大数值的比例系数。二、同相比例运算二、同相比例运算1)电路引入了哪种组态的负反馈?电路引入了哪种组态的负反馈?2)输入电阻为多少?输入电阻为多少?3)电阻电阻R2?为什么?为什么?4)共模抑制比共模抑制比KCMR时会影响运算精度吗?为什么?时会影响运算精度吗?为什么?uic=
6、ui,对,对 KCMR 的要求高的要求高同相输入比例运算电路的特例:电压跟随器同相输入比例运算电路的特例:电压跟随器7.2.2 加法与减法运算加法与减法运算一、加法运算一、加法运算1.反相加法运算反相加法运算R3=R1/R2/RfiF i1+i2若若 Rf=R1=R2 则则 uO=(uI1+uI2)方法一:节点电流法1.反相加法运算反相加法运算方法二: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。有结果相加,即得到所有输入信号同时作用时的输出电压。推广推广 R2/R3/R4=
7、R1/Rf2.同相加法运算同相加法运算必不可必不可少吗?少吗?若若 R2=R3=R4,则则 uO=uI1+uI2 Rf=2R1 R2/R3/R4=R1/Rf推广推广当当RP=RN时,时,法法 1:利用叠加定理:利用叠加定理uI2=0 uI1 使:使:uI1=0 uI2 使:使:一般一般R1=R 1;Rf=R fuO=uO1+uO2=Rf/R1(uI2 uI1)法法 2:利用虚短、虚断:利用虚短、虚断uo=Rf/R1(uI2 uI1)减法运算实际是差分电路减法运算实际是差分电路二、减法运算二、减法运算 一一、反相输入运算电路的组成规律反相输入运算电路的组成规律1.正函数型的反相运算电路正函数型的
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