模擬電子技術 第6章集成運算放大器組成的運算電路 考研備考期末復習

6集成運算放大器組成的運算電路6.1基本運算電路6.2對數(shù)和反對數(shù)運算電路6.3模擬乘法器及其應用6.4集成運算放大器使用中的幾個問題6.1基本運算電路6.1.1加法運算1．反相輸入加法電路6集成運算放大器組成的運算電路運放工作于線性狀態(tài)電壓并聯(lián)負反饋由兩個分析依據(jù)“虛短”“虛斷”b2A+b1–其中故有b2A+b1–2．同相輸入加法電路

運放工作于線性狀態(tài)電壓串聯(lián)負反饋根據(jù)兩個分析依據(jù)“虛短”“虛斷”由圖可知其中故A+b1b2同相端電壓式中A+b1b26.1.2減法運算運放工作于線性狀態(tài)電壓負反饋根據(jù)疊加原理減法運算器反相比例器同相比例器分解A+b1b2+同相比例A+b1b2等效反相比例A+b1b2A+b1b2A+b1b2A+b1b2如果如果則則由圖可知其中故6.1.3

積分運算CA+iR+–輸入階躍電壓t0輸出電壓隨時間線性下降運放的最大輸出電壓輸出飽和t0t0輸入電壓t0輸出電壓故6.1.4微分運算由圖可知其中CA+iFR+–微分電路的階躍響應Ut0t0輸入信號輸出信號t0輸入電壓輸出電壓t06.2.1對數(shù)運算6.2對數(shù)和反對數(shù)運算電路由圖可知故R+AT+––T選用PNP型當uI<0時故6.2.2反對數(shù)運算由圖可知RT+Ab1b26.3模擬乘法器及其應用乘法器符號實現(xiàn)的功能K1．對數(shù)乘法器知可利用對數(shù)電路、加法電路和反對數(shù)電路實現(xiàn)的乘法運算功能。式中6.3.1乘法器的工作原理由原理框圖對數(shù)運算對數(shù)運算加法運算反對數(shù)運算對數(shù)乘法運算電路R1+A1T1–R2+A2T2–R4+A3–R3R6+A4T4–??R52.變跨導式乘法器RT1T2T3T4+++_+A_在圖示電路中因為RT1T2T3T4+++__則因T3、T4構成鏡象電流源當時RT1T2T3T4+++__由以上各式得式中RT1T2T3T4+++__接入差分比例電路RT1T2T3T4+++_+A_1.平方運算電路6.3.2乘法器應用電路K2．開平方運算電路由圖可知故K+A3.除法運算電路由圖可知故K+A4.調(diào)制與解調(diào)音頻信號載波信號幅度調(diào)制原理框圖濾波器帶通K輸出信號濾除單邊帶信號濾波器帶通K幅度解調(diào)原理框圖載波信號調(diào)幅信號載波信號調(diào)幅信號音頻信號濾波器低通K輸出信號信號濾除高頻信號載波信號調(diào)幅信號音頻信號濾波器低通K6.4.1選型

專用型類型特點應用場合通用型種類多，價格便宜一般測量、運算電路低功耗型功耗低遙感、遙測電路高精度型型測量精度高、零漂小毫伏級或更低微弱信號測量高輸入阻抗型Rid對被測信號影響小生物醫(yī)電信號提取、放大高速寬帶型帶寬高、轉換速率高視頻放大或高頻振蕩電路高壓型電源電壓48V～300V高輸出電壓和大輸出功率集成運放及其特性簡表6.4集成運算放大器使用中的幾個問題6.4.2調(diào)零常用的調(diào)零電路帶調(diào)零引出端2315476無調(diào)零端LM3246.4.4保護1．輸入保護6.4.3消振自激振蕩的原因運放的增益高存在寄生電容加入消振電容消振的措施：保護電路R+Ab1b2

2.輸出保護保護電路+A6.4.5運算電路的誤差分析運放低頻等效電路－＋－＋（+）rid（）1.共模抑制比KCMR為有限值的影響圖示電路中等效共模輸入電壓等效差模輸入電壓Ab1b2而理想運放的輸出電壓為輸出電壓代入uIc、uId得Ab1b2故輸出電壓的相對誤差

2．及為有限值的影響

在圖示電路中，由于另一方面，由疊加原理得Ab1b2由此得實際的輸出電壓而理想運放的輸出電壓為Ab1b2故輸出電壓的相對誤差3．運放的偏置和失調(diào)的影響偏置和失調(diào)對運放的影響圖+A（1）僅考慮反相輸入端的影響+A（2）僅考慮同相輸入端和的影響+A（3）僅考慮失調(diào)電壓的影響+A根據(jù)疊加原理，以上三種情況的共同影響為：+A例1用理想集成運算放大器實現(xiàn)下列運算關系，并畫出電路圖。要求所用的運算放大器為三個，元件的取值范圍為：練習題解：根據(jù)題意，將要求實現(xiàn)下列運算關系變形為那么式可以用積分器來實現(xiàn)。式可以用反相輸入的加法器來實現(xiàn)。最后，在來一級反相器，即可實現(xiàn)運算+–1mFA360kW1MW??60kW20kW60kW100kW100kWA2A1––++圖中運算電路例2圖示電路是一個由理想運算放大器組成的可調(diào)穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)壓值為UZ。+A（2）若要改變UO的符號（極性），而不改變UO的大小，問電路必須做哪些改動？（1）試求用UZ表示的UO表達式。解（1）設流過R1、R2的電流為I1、I2如圖所示。I1I2+A那么，R3上的電壓即UZ，于是因U+=U-I1I2+A故輸出電壓（2）為了改變UO極性，須將原+VCC端接地，原接地端改接-VCC，同時將穩(wěn)壓管DZ的正負極性調(diào)換。+A改變后的電路例3利用運算