模拟电子技术 第4章负反馈放大电路与基本运算电路的应用 4.4基本运算电路 4.4.1比例运算 4.4.2加法与减法运算 4.4.3微分与积分运算 4.4.4基本运算电路应用举例
4.4 基本运算电路 4.4.1 比例运算 4.4.2 加法与减法运算 4.4.3 微分与积分运算 4.4.4 基本运算电路应用举例 第 4 章 负反馈放大电路与基本运算电路的应用
模拟电子技术 第4章负反馈放大电路与基本运算电路的应用断 4.4.1比例运算 运算放大器在线性应用 一、反相比例运算 时同时存在虚短和虚断 R i≈i≈0 虚断 i1≈ip u≈W=0 虚地 uo =-ig Rr 1山R o lo≈ -igRr Rr R'it ]R2平衡电阻 1 iR R 为使两输入端对地直流电阻相等： R2=R1∥Rt 特点：1为深度电压并联负反馈， An=-Rt/R1 2.输入电阻较小R'r=R1 3.山1C=0,对KcMR的要求低 W+=u=0 虚地
4.4.1 比例运算 一、反相比例运算 运算放大器在线性应用 时同时存在虚短和虚断 i − i + 0 虚断 1 F i i = 0 u− u+ 虚地 O F Rf u = −i 1 f 1 1 F f i o f R R i R i R u u Au = − − = 为使两输入端对地直流电阻相等： R2 = R1 // R f 平衡电阻 特点：1.为深度电压并联负反馈， Auf = − Rf / R 1 2. 输入电阻较小 R Rif if R if = R1 3. uIC = 0 ，对 KCMR 的要求低 u+ = u− = 0 虚地 第 4 章 负反馈放大电路与基本运算电路的应用 虚短和虚断
模拟电子技术 第4章负反馈放大电路与基本运算电路的应用 二、同相比例运算 当R1=0,R=0时， >00 + o I R2 跟随器 W≈W+=W1 i1≈ip 41=o-L,4o=(1+ R R R R A=1+ R 特点： 1.为深度电压串联负反馈，At=1+RR1 7 2.输入电阻大R'r=oo 3.41c=ui,对KcR的要求高 u+=W_=u1
二、同相比例运算 u− u+ = uI 1 F i i ， f O I 1 I R u u R u − = I 1 f O (1 )u R R u = + 1 f f 1 R R Au = + Auf = 1 跟随器 当 R1 = ，Rf = 0 时， 特点： 1. 为深度电压串联负反馈，Auf = 1 + Rf /R1 2. 输入电阻大 R if = 3. uIC = u i，对 KCMR 的要求高 u+ = u− = uI 第 4 章 负反馈放大电路与基本运算电路的应用
模拟电子技术 第4章负反馈放大电路与基本运算电路的应用 4.4.2加法与减法运算 一、 加法运算 1.反相加法运算 ini+iz 4o=l1+42 12 Rr R R2 uo =-Rr( 1+ 2) R R, R3=R1∥R2∥R 若R=R1=R2 则o=-(u+2)
4.4.2 加法与减法运算 一、加法运算 1. 反相加法运算 R3 = R1 // R2 // Rf iF i1 + i2 2 I2 1 I1 f O R u R u R u − = + ( ) 2 I 2 1 I 1 O f R u R u u = −R + 若 Rf = R1= R2 则 uO = − (uI1+ uI2) 第 4 章 负反馈放大电路与基本运算电路的应用
模拟电子技术 第4章 负反馈放大电路与基本运算电路的应用 2.同相加法运算 R2∥R3∥R >00 =R1∥Rf R2 1儿12- o=(1+ R4 R R3∥R4 += -儿+ R2 lI Raup R2+R3∥R R3+R2∥R4 4=+ R∥R R2I∥R RR2+R∥R R3+R2I∥R 若R2=R3=R4, R=2R1 则Wo=4+42
R2 // R3 // R4 = R1 // Rf = + u+ R R u (1 ) 1 f O ) // // // // (1 ) ( I2 3 2 4 2 4 I1 2 3 4 3 4 1 f O u R R R R R u R R R R R R R u + + + = + I2 3 2 4 2 4 I1 2 3 4 3 4 // // // // u R R R R R u R R R R R u + + + + = 若 R2 = R3 = R4， Rf = 2R1 则 uO = uI1+ uI2 2. 同相加法运算 第 4 章 负反馈放大电路与基本运算电路的应用
模拟电子技术 第4章负反馈放大电路与基本运算电路的应用 二、减法运算 法1：利用叠加定理 Rt R1 4=041使：o1=尽4 11o .ao R 1l12o 1=0e使：Mog=1+尽)M R 法2：利用虚短、虚断 2=(1+ RR+R 12 unRi R+RR+R 一般R1=R'1:R=R' u.=uk,u uo=uo1+uo2 R+R R/R (uv2-un) uo=Rr/R1(u2-n） 减法运算实际是差分电路
法 1：利用叠加定理 uI2 = 0 uI1 使： I 1 1 f O1 u R R u = − uI1 = 0 uI2 使： = + u+ R R u (1 ) 1 f O2 I2 1 f f 1 f O2 (1 ) u R R R R R u + = + 一般 R1 = R 1； Rf = R f uO = uO1 + uO2 = Rf / R1 ( uI2 − uI1 ) 法 2：利用虚短、虚断 1 f I1 f 1 f O 1 R R u R R R u R u + + + − = 1 f I 2 f R R u R u + + = = u− uo = Rf /R1 ( uI2 − uI1 ) 减法运算实际是差分电路 二、减法运算 第 4 章 负反馈放大电路与基本运算电路的应用
模拟电子技术 第4章负反馈放大电路与基本运算电路的应用 4.4.3微分与积分运算 一、微分运算 iF i1=C1 du dt .儿=0虚地 ip = Ho 1C1 + R R2=R ri1≈ie 虚断 微分电路输出电压： ∴.uo=-iRr=-RC du dt RC=T 时间常数
4.4.3 微分与积分运算 t u i C d d I 1 = 1 R2 = Rf = 0 u− 虚地 f o F R u i = − 1 F i i 虚断 t u u i R R C d d I O = − F f = − f 1 RfC1 = — 时间常数 微分电路输出电压： 一、微分运算 uI O t uO O t 第 4 章 负反馈放大电路与基本运算电路的应用
模拟电子技术 第4章 负反馈放大电路与基本运算电路的应用 二、积分运算 iF ,= R dt u1dt+4c(0) + R, 当w1=U时，设u(0)=0 积分电路输出电压： Ut Wo = RCr 时间常数t=RC
二、积分运算 1 I 1 R u i = t u i C d d o = F = − d (0) 1 o I 1 f uC u t R C u = − + 当 uI = UI 时， 1 f I o R C U t u = − 设 uC (0) = 0 时间常数 = R1Cf 积分电路输出电压： t uI O t uO O 第 4 章 负反馈放大电路与基本运算电路的应用
模拟电子技术 第4章负反馈放大电路与基本运算电路的应用 4.4.4基本运算电路应用举例 对共模信号： 例4.4.1测量放大器（仪用放大器） uo1=4o2则lo=0 WI- 同相输入 差分输入 对差模信号： R中点为交流地 R2 uo1=(1+ 1/2R R R1/2 R3 10- + o2=(1+ R1/21 A2 同相输入 R 0= = R4(1 R3 (uo2 -Uo1) R3 2R24-4D) R( 2R2 为保证测量精度 un up R 需元件对称性好
4.4.4 基本运算电路应用举例 例 4.4.1 测量放大器(仪用放大器) 同相输入 同相输入 差分输入 uO1 uO2 对共模信号： uO1 = uO2 则 uO = 0 对差模信号： R1 中点为交流地 ) / 2 (1 I1 1 2 O1 u ， R R u = + ) / 2 (1 I2 1 2 O2 u ， R R u = + ( ) O2 O1 3 4 O u u R R u = − )( ) 2 (1 I1 I2 1 2 3 4 u u R R R R = − + − ) 2 (1 1 2 3 4 I1 I2 o R R R R u u u Au = − + − = 为保证测量精度 需元件对称性好 第 4 章 负反馈放大电路与基本运算电路的应用
模拟电子技术 第4章负反馈放大电路与基本运算电路的应用 例4.4.2电压一电流转换器 R U+=u=ls 。=i1=/R1 特点： 1.输出电流与负载大小无关 2.恒压源转换成为恒流源
u+ = u−= us io = i1 = us / R1 1. 输出电流与负载大小无关 2. 恒压源转换成为恒流源 特点： 例 4.4.2 电压—电流转换器 第 4 章 负反馈放大电路与基本运算电路的应用