比例運算電路

反(fan)相比例運算電(dian)路(lu)。輸(shu)入(ru)信(xin)號從(cong)反(fan)相輸(shu)入(ru)端引 入(ru)的運算便是反(fan)相運算。圖8-5所示電(dian)路(lu)為反(fan)相比例運算 電(dian)路(lu)。輸(shu)入(ru)信(xin)號*經輸(shu)入(ru)電(dian)阻(zu)(zu)r送至反(fan)相輸(shu)入(ru)端，而(er)同 相輸(shu)入(ru)端通過電(dian)阻(zu)(zu)氏接“地"。反(fan)饋電(dian)阻(zu)(zu)此跨接在輸(shu)出端 和(he)反(fan)相輸(shu)入(ru)端之間。

圖反相比例運算電路

根據運算放大器工作在線性區時的兩條分析(xi)依據可知

稱為反相器。

式(8-2)表明,輸出電(dian)壓uo與輸入電(dian)壓u1是比例運算關系(xi).如(ru)果r和r.的阻(zu)值足夠精

確,而且運算(suan)放(fang)大(da)器的開環電壓(ya)放(fang)大(da)倍(bei)數很(hen)高,就(jiu)可(ke)認定uo與u1的關系只取決于r0與ri的

阻值(zhi)之比而與(yu)運算放(fang)大(da)器(qi)本身的(de)(de)參數無(wu)關.式(8-2)中(zhong)的(de)(de)負號表(biao)示(shi)u。與(yu)u反相。

r是(shi)一平衡電阻(zu),r.=r//r,其作用是(shi)消(xiao)除靜態基極電流對(dui)輸出電壓的(de)影響。

同相(xiang)(xiang)比(bi)例運(yun)算(suan)電路.輸(shu)入(ru)(ru)信號從(cong)同相(xiang)(xiang)輸(shu)入(ru)(ru)端引入(ru)(ru)的運(yun)算(suan)便是(shi)同相(xiang)(xiang)運(yun)算(suan)。圖(tu)所示的是(shi)同相(xiang)(xiang)比(bi)例運(yun)算(suan)電路。

圖同相比例運算電路

由圖得出

可(ke)見，輸出(chu)電壓“。與輸入電壓《的(de)比(bi)例關系也可(ke)認定與運算(suan)放大器本身(shen)的(de)參數無關。 式(8-3)中，為正值，表示(shi)"。與"，同相，并且總(zong)是大于或(huo)等于1,這點和反相 比(bi)例運算(suan)電路不同。

加法運算電路

如果在反相輸(shu)入(ru)端(duan)增加若干輸(shu)入(ru)電(dian)路，則構成(cheng)反相加法運算(suan)電(dian)路，如圖(tu)(tu)所示。 由圖(tu)(tu)可得出

從式可(ke)以看出，加(jia)法(fa)運算電(dian)路與運算放大器本身的參數無(wu)關(guan)，只要(yao)電(dian)阻阻值足 夠精確，就可(ke)保證加(jia)法(fa)運算電(dian)路的精度和穩(wen)定(ding)性(xing)。

平衡電阻

減法運算電路

如(ru)果運算放(fang)大器的(de)兩個輸入端都有(you)輸入，則為差分輸入。差分運算在電子測(ce)量(liang)和(he)控制系統(tong)中應用廣泛，其運算電路(lu)如(ru)圖(tu)所示。

圖加法運算(suan)電(dian)路(lu)圖減法運算(suan)電(dian)路(lu)

由式(shi)和式(shi)可以(yi)看出(chu)，輸(shu)出(chu)電壓與兩個輸(shu)入電壓的(de)差(cha)值成正(zheng)比，所以(yi)可以(yi)

進行減法運算。

由于電路存在共(gong)模(mo)電壓，為了保證(zheng)運(yun)算(suan)精度，應(ying)當 選(xuan)用共(gong)模(mo)抑制(zhi)比(bi)較高的(de)運(yun)算(suan)放大器或選(xuan)用阻(zu)值合適的(de) 電阻(zu)。

積分運算電路

圖所示的反相(xiang)比(bi)例運算電(dian)路中，若用(yong)電(dian)容g代 替&作為反饋元件，就(jiu)構成了積分運算電(dian)路，如圖 所示。

輸出電壓(ya)“0與輸入電壓(ya)給的關系為(wei)

圖所示的反(fan)相(xiang)比例運(yun)算電路中(zhong),若用電容c;代替r.作為反(fan)饋元(yuan)件,就構成了積分運(yun)算電路,如(ru)圖所示。

輸出電壓u。與輸入電壓u的關系為(wei)

式表(biao)明u.與u的積(ji)(ji)分(fen)成比例(li),式中(zhong)的負號表(biao)示兩者反相(xiang).rc;稱為(wei)積(ji)(ji)分(fen)時間.若(ruo)u為(wei)階躍(yue)電壓u,則輸出電壓

與時間t成正比,其波形如圖所示,最后達(da)到負飽和值-u。

微分運算電路

微分運(yun)算是積分運(yun)算的逆運(yun)算，只需將圖(tu)中的反(fan)相(xiang)輸入端(duan)的電(dian)阻和反(fan)饋電(dian)容調換(huan)位置(zhi)，就成為微分運(yun)算電(dian)路(lu)，如圖(tu)所示。

圖 積分(fen)運(yun)算(suan)電(dian)路(lu)的(de)階躍響應微(wei)(wei)分(fen)運(yun)算(suan)電(dian)路(lu)圖 微(wei)(wei)分(fen)運(yun)算(suan)電(dian)路(lu)

微(wei)分運算(suan)電路輸出u。與輸入(ru)u的關系為

即輸出電壓與輸入電壓對時間的(de)一次微分成正比。

若u為(wei)(wei)階躍電壓u時，則輸出電壓u。為(wei)(wei)尖脈沖，如圖所示。

圖微分運(yun)算電路的階(jie)躍響應