模拟电子技术——同相比例运算放大电路、反向运算比例放大电路、反向加法器电路、差分减法器电路

news2024/12/23 16:34:07

文章目录

  • 一、同相比例运算放大电路
    • 什么是比例运算放大电路
    • 线性区与非线性区
    • 电压跟随器
  • 二、反向运算比例放大电路
    • 什么是反比例运算放大器
    • 电路及特点
  • 三、反向加法器电路
    • 什么是反向加法器
    • 电路及特点及参数计算
    • 电路及特点及参数计算
  • 四、差分减法器电路
    • 什么是差动减法器
  • 总结


提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考

一、同相比例运算放大电路

什么是比例运算放大电路

基本运算放大器包括反相输入放大器和同相输入放大器,他们是构成各种复杂运算电路的基础,是最基本的运算放大器电路
同相放大电路:输出信号与输入信号的相位相同并且电压或电流值成一定比例
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线性区与非线性区

线性区:为扩大运放的线性区,需要给运放接入负反馈
理想运放工作在线性区的条件:电路中有负反馈
非线性区:理想运放工作在线性区的条件:电路开环或有正反馈

电压跟随器

因为有负反馈,利用虚短和虚断ui=u+=u-=uo
电压跟随器有助于将电压电平从一个电路切换和维持到另一个电路;他保留电压源的信号,这就是为什么它有时被称为缓冲或分离放大器
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二、反向运算比例放大电路

什么是反比例运算放大器

电子电路中的运算放大器,有同相输入端和反相输入端,输入端的极性和输出端是同一极性的就是同相放大器,而输入端的极性和输出端相反极性的则称为反相放大器
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电路及特点

1、反相比例电路存在“虚地”,所以它的共模输入电压接近于零,因此对集成运放的共模抑制比没有太高的要求,这也是反相比例电路很显著的优点
2、Ro→0,带负载能力强
3、Rif→0,Ri≈R1,所以对输入信号的负载能力有一定的要求
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三、反向加法器电路

什么是反向加法器

反相加法器电路,又称为反相求和电路,是指一路以上输入信号进入反相输入端,输出结果为多路信号相加之绝对值(电压极性相反)
图中a电路,当R1=R2=R3=R4时,其输出电压=IN1+IN2+IN3的绝对值,即构成反相加法器电路
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电路及特点及参数计算

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电路及特点及参数计算

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四、差分减法器电路

什么是差动减法器

差动放大器(减法器)能够消除共模信号而只调理差模信号,这种功能称为共模抑制(CMR),故常用于检测高共模的微小的模拟信号
典型的差动放大器一般由四个电阻和一个运算放大器组成
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总结

1、理想运算放大器输入电阻ri,输出电阻ro,开环电压放大倍数Avo,输出电压Vo有什么特点?
2、简要叙述什么是虚短、虚断?
3、(1)简要叙述什么是反馈?
(2)负反馈作用是什么?
4、(1)设同相比例运算放大器输入电阻为RI,反馈电阻为Rf,输入电压为VI,输出电压为Vo,写出VI与Vo的计算公式?
(2)电压跟随器特点是什么?
5、设反相比例运算放大器输入电阻为RI,反馈电阻为Rf,输入电压为VI,输出电压为Vo,写出VI与Vo的计算公式?

题1
输入电阻ri无穷大,即近似为无穷大电阻,可以看作是开路
输出电阻ro接近于零,即近似为零电阻,可以看作是短路
开环电压放大倍数Avo无穷大,即近似为无穷大增益
输出电压Vo与输入电压之间存在线性关系
题2
虚短(vp≈vn,或vi=vp-vn≈0)由于运放的电压放大倍数很大,一般都在80dB以上。而运放的输出电压是有限的,一般在10V~14V因此运放的差模输入电压不足1mV,两输入端近似等电位,相当于“短路”。开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等
虚短是指将运算放大器的输入端和输出端视为短路,即输入端和输出端的电压几乎相等
虚断(ip=-in(v-vn)/ri≈0)由于运放的差模输入电阻很大,一般都在1M以上因此流入运放输入端的电流往往不足1A,远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路
虚断是指将运算放大器的输入端和输出端视为断路,即输入端和输出端之间的电流几乎为零
题3
1.将放大电路输出端信号的一部分或全部引回到电路的输入端,使输入量发生改变的现象,称为反馈
2.负反馈可以稳定静态工作点;增加放大倍数的恒定性、减小非线性失真、抑制噪声、扩展频带、控制输入输出阻抗
题4
1.VI = Vo * (1 + Rf/RI)
Vo = VI / (1 + Rf/RI)
2.因为有负反馈,利用虚短和续断,电压跟随器有助于将电压电平从一个电路切换和维持到另一个电路,他保留电压源的信号
题5
1.Vo = - (Rf / RI) * VI

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