运算放大器计算.pptx
《运算放大器计算.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《运算放大器计算.pptx(49页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、引言:运算电路是集成运算放大器的基本应用电路,它是集成运放的线性应用。讨论的是模拟信号的加法、减法积分和微分、对数和反对数(指数)、以及乘法和除法运算。为了分析方便,把运放均视为理想器件:(1)开环电压增益 Au=(2)Ri=,R=0,(3)开环带宽 BW=(4)当UP=UN 时,Uo=0。没有温漂 因此,对于工作在线性区的理想运放应满足:“虚短”:即U+=U-;“虚断”:即I+=I-=0 本章讨论的即是上述“四字法则”灵活、大胆的应用。第1页/共49页8.1 求和运算电路一、反相输入求和电路二、同相输入求和电路三、双端输入求和电路第2页/共49页一、一、反相输入求和电路反相输入求和电路 在
2、反相比例运算电路的基础上,增加一个输入支路,就构成了反相输入求和电路,见图12.01。此时两个输入信号电压产生的电流都流向Rf。所以输出是两输入信号的比例和。图12.01 反相求和运算电路第3页/共49页二、二、同相输入求和电路同相输入求和电路 在同相比例运算电路的基础上,增加一个输入支路,就构成了同相输入求和电路,如图12.02所示。图12.02 同相求和运算电路 因运放具有虚断的特性,对运放同相输入端的电位可用叠加原理求得:第4页/共49页RRRRRRvRRRRRRRvRRRRRRRRRRvRRRRRvRRv+=+=f12i212221i1211f12i2121i12o)/()/()/()
3、/()/()/()/()/(RvRvRRRRRRRRvRRvRRv+=+=2i21i1fnpfffi22pi11po)()(由此可得出/fn21pRRRRRRR=式中+-=vv+=RRRvRRRRRvRRv)/()/()/()/(12i2121i12-+=vRRRvof而 ,i2i1of21npvvvRRRRR+=时当,第5页/共49页三、三、双端输入求和电路双端输入求和电路 双端输入也称差动输入,双端输入求和运算电路如图12.0312.03所示。其输出电压表达式的推导方法与同相输入运算电路相似。图12.03双端输入求和运算电路 当vi1=vi2=0时,用叠加原理分别求出vi3=0和vi4=0
4、时的输出电压vop。当vi3=vi4=0时,分别求出vi1=0,和vi2=0时的von。第6页/共49页先求式中Rp=R3/R4/R,Rn=R1/R2/Rf 第7页/共49页再求于是第8页/共49页8.2 积分和微分运算电路积分和微分运算电路8.2.1 8.2.1 积分运算电路8.2.2 8.2.2 微分运算电路第9页/共49页8.2.1 积分运算电路积分运算电路 积分运算电路的分析方法与求和电路差不多,反相积分运算电路如图12.0512.05所示。图12.05 积分运算电路第10页/共49页当输入信号是阶跃直流电压VI时,即图 12.05 积分运算放大电路第11页/共49页8.2.2 8.2
5、.2 微分运算电路微分运算电路微分运算电路如图12.0712.07所示。图 12.07 微分电路第12页/共49页8.3 8.3 对数和指数运算电路对数和指数运算电路8.3.1 8.3.1 对数运算电路对数运算电路8.3.2 8.3.2 指数运算电路指数运算电路第13页/共49页8.3.1 8.3.1 对数运算电路对数运算电路 图 12.08 对数运算电路对数运算电路见图12.08。由图可知 第14页/共49页8.3.2 8.3.2 指数运算电路指数运算电路 指数运算电路如图12.0912.09所示。指数运算电路相当反对数运算电路。图 12.09 12.09 指数运算电路第15页/共49页8.
6、4.1 模拟乘法器的基本原理8.4.2 模拟乘法器的应用 8.4 模拟乘法器及其应用第16页/共49页 乘法器是又一种广泛使用的模拟集成电路,它可以实现乘、除、开方、乘方、调幅等功能,广泛应用于模拟运算、通信、测控系统、电气测量和医疗仪器等许多领域。8.4.1 模拟乘法器的基本原理一、模拟乘法器的基本原理二、变跨导型模拟乘法器第17页/共49页一、模拟乘法器电路的基本原理 模拟乘法器是一种能实现模拟量相乘的集成电路,设vO和vX、vY分别为输出和两路输入 其中K为比例因子,具有 的量纲。模拟乘法器的电路符号如图19.01所示。图19.01 模拟乘法器符号第18页/共49页 图19.02模拟乘法
7、器原理图 如果能用 vy去控制IE,即实现IE vy。vO就基本上与两输入电压之积成比例。于是实现两模拟量相乘的电路构思,如图19.02所示。对于差动放大电路,输出电压为第19页/共49页二、二、变跨导型模拟乘法器变跨导型模拟乘法器 根据图19.02的原理可以制成所谓变跨导模拟乘法器。在推导高频微变等效电路时,将放大电路的增益写成为 只不过在式中的gm是固定的。而图19.02中如果gm是可变的,受一个输入信号的控制,那该电路就是变跨导模拟乘法器。由于IEvY,而IE gm,所以vY gm。输出电压为第20页/共49页 由于图19.02的电路,对非线性失真等因素没有考虑,相乘的效果不好。实际的变
8、跨导模拟乘法器的主要电路环节如图19.03所示。图19.03 变跨导模拟乘法器第21页/共49页三、对数反对数型模拟乘法器 根据两数相乘的对数等于两数的对数之和的原理,因此可以用对数放大器、反对数放大器和加法器来实现模拟量的相乘。方框图如图19.04所示。图19.04 对数型模拟乘法器第22页/共49页 8.4.2 模拟乘法器的应用 一、乘积和乘方运算电路二、除法运算电路 三、开平方运算电路 第23页/共49页一、乘积和乘方运算电路 (1)相乘运算 模拟乘法运算电路如图19.05所示。图19.05 模拟相乘器图19.06 平方运算电路 图19.07 立方运算电路(2)(2)乘方和立方运算乘方和
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 运算放大器 计算
限制150内