《基本運算電路》PPT課件

《《基本運算電路》PPT課件》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、4.1比例運算電路4.2加法電路4.3減法電路*4.4通用函數(shù)運算電路原理4.5積分電路和微分電路第4章基本運算電路實現(xiàn)對輸入信號進行某種數(shù)學運算的電路統(tǒng)稱為運算電路，即運算電路的輸出信號是輸入信號的某種數(shù)學函數(shù)。構(gòu)成運算電路的基本原理是利用高增益的運算放大器和對其施加適當?shù)呢摲答伡纯蓪崿F(xiàn)對輸入信號的某種數(shù)學運算。4.1比例運算電路4.1.1反相比例運算電路4.1.2同相比例運算電路將輸入信號按比例放大的電路，稱比例運算電路，簡稱比例電路或放大電路。對集成運算放大器施加電阻性負反饋即可實現(xiàn)比例電路。4.1.1反相比例運算電路1.電路的構(gòu)成Rf引入深度電壓并聯(lián)負反饋，運放的輸入端虛短和虛

2、斷成立。2.運算關系輸出電壓與輸入電壓成正比，比例系數(shù)既是閉環(huán)電壓增益?！?”表示反相絕對值表示放大能力3.輸入電阻和輸出電阻信號端：深度電壓負反饋使輸出電阻近似為0，負載對輸出電壓沒有影響。這種現(xiàn)象稱為放大電路對負載的隔離作用。為了減小運放輸入偏置電流產(chǎn)生的運算誤差，要求運放的2個輸入端對地的外部直流等效電阻相等，達到靜態(tài)平衡。電阻R2為此而設置，稱為平衡電阻。4．平衡電阻例4.1設計一個單運放電路，要求輸出電壓與輸入電壓的關系為vo=-10vi。解：選則反相比例運算電路。增益為選擇Rf=100kΩ，則平衡電阻為end4.1.2同相比例運算電路1.電路的構(gòu)成Rf引入深度電壓串聯(lián)負反饋

3、，運放的輸入端虛短和虛斷成立。2.運算關系輸出電壓與輸入電壓成正比，相位相同。閉環(huán)電壓增益：運放的共模輸入信號大，等于輸入信號。4.電壓跟隨器當R1=∞或Rf=0時，輸出電壓跟隨輸入電壓變化，稱為電壓跟隨器。平衡電阻為end4.2加法電路4.2.1反相加法電路4.2.2同相加法電路實現(xiàn)多個輸入信號按比例相加的電路稱為加法電路。用運放實現(xiàn)加法運算時，可以采用反相輸入方式，也可以采用同相輸入方式。4.2.1反相加法電路當vi1單獨作用（vi2=0）時，R2中的電流為0。當vi2單獨作用（vi1=0）時，R1中的電流為0。由疊加原理，得輸出電壓等于輸入電壓按比列求和。比列系數(shù)互不影響?！?”

4、表示反相。若R1=R2=Rf，或分析方法二：平衡電阻：4.2.2同相加法電路電路的節(jié)點電壓方程為：解得當輸入信號為零時，可求出平衡電阻:或分析方法二：①②③4.3減法電路4.3.1單運放減法電路4.3.2儀用放大電路4.3.1單運放減法電路如果2個輸入信號同時作用于運放的2個輸入端，則可實現(xiàn)2個輸入信號按比例相減運算，即減法電路。當vi1單獨作用（vi2=0）時，是同相比列電路。當vi2單獨作用（vi1=0）時，是反相比例電路。或分析方法二：若選取Rf/R2=R3/R1（參數(shù)對稱），則輸出電壓可簡化為輸出電壓與輸入差模電壓信號成正比，故稱差分放大電路。信號vi1和vi2稱為接地輸入信號

5、（有一端接地），vi稱為浮地輸入信號（無接地端）。2個接地信號輸入電阻分別是浮地信號的輸入電阻為end4.3.2儀用放大電路單運放差分放大電路對輸入信號的輸入電阻是不同的。為了克服這個缺點，提出了儀用差分放大電路。運放A1和A2特性一致，負反饋電阻相同，組成第一級差分放大電路；運放A3組成第二級參數(shù)對稱的差分放大電路。運放A1和A2引入深度串聯(lián)負反饋，使接地信號輸入電阻和浮地信號輸入電阻均為無窮大。運放A3引入深度電壓負反饋，輸出電阻近似為0。單片集成儀用放大電路LH0036等end*4.4通用函數(shù)運算電路原理(略)設二端電路元件E的電壓是電流的單值函數(shù)：如果用該二端元件替換反相比例電

6、路中的反饋電阻，在保證對運放引入深度負反饋的前提下，則可實現(xiàn)函數(shù)f(x)。如果函數(shù)f(x)存在反函數(shù)，即電阻R與二端元件E交換，可實現(xiàn)反函數(shù)個g(x)。end4.5積分和微分電路輸出信號與輸入信號的積分成正比的電路稱為積分電路。輸出信號與輸入信號的微分成正比的電路稱為微分電路。電容元件的電壓電流關系是利用電容電壓與電容電流的積分關系可實現(xiàn)積分運算；利用電容電流與電容電壓的微分關系可實現(xiàn)微分運算。4.5.1積分電路4.5.2微分電路4.5.1積分電路電容C引入交流負反饋，虛短和虛斷成立。輸出電壓vo與輸入電壓vi的積分成正比。τ=RC--積分時間常數(shù)vo(t0)--輸出電壓的初始值積分電

7、路在電子系統(tǒng)中應用廣泛，常用作定時、移相、波形變換和信號產(chǎn)生。運放的失調(diào)電壓、失調(diào)電流、開環(huán)電壓增益、輸入電阻及帶寬；電容存在吸附效應和漏電阻等均給積分帶來微小的誤差。例設積分電路的輸入電壓為vi=Vmsinωt。試畫出vo的波形。解：波形變換：將正弦波轉(zhuǎn)換為余弦波。例在積分電路中，已知運放的輸出飽和電壓為±12V，R=50kΩ，C=0.5μF，電容的初始電壓為零，輸入電壓的波形是方波。試畫出輸出電壓的波形。解：輸入電壓在一定時間區(qū)間內(nèi)為常數(shù)，