2.同相加法运算
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7所示。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:
图7同相输入求和电路
解:因为运算放大器具有虚断的特性,所以
对运算放大器同相输入端的电位可用叠加原理求得:
而,由此可得:
式中,,
【例2】图8所示,求该电路的输出电压。
图8同相加法运算电路
解:
3.减法运算
双端输入也称差分输入,双端输入能实现减法运算,电路如图9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。当时,求出输出电压。当时,求出输出电压。先求uop
图9减法运算电路
解:
当时,
积分和微分运算电路
1.积分运算电路
用电容代替反相比例运算电路中的RF,就成为积分运算电路。
图9积分运算电路
解:
上式表明输出电压正比于输入电压的积分,式中的负号表示两者反相。
当输入信号是阶跃直流电压时,电容将以近似恒流的方式进行充电,输出电压与时间成线性关系,即
2.微分运算电路
微分运算是积分的逆运算,将积分电路反相输入端的电阻与反馈电容位置对调,就成为微分电路。
图10微分运算电路
解:由图可列出
即输出电压与输入电压对时间的一次微分成正比。
图11微分运算电路的输入输出信号波形
小结:本节重点需要掌握比例、求和、积分、微分等运算电路的工作原理和计算方法。需要注意的是:要实现上述运算关系,集成电路运算放大器必须工作哎负反馈状态,否则输出无法与输入之间保持线性关系,也就无法实现运算。在深度负反馈条件下,集成放大器的两个输入端存在虚短和虚断,利用这一点,可以大大简化电路运算关系的分析和计算。所谓虚短是指,放大器两个输入端之间的电压信号和与其串联的其它电压信号相比很小,在计算时可以近似当作为0来处理;所谓虚断是指,放大器两个输入端流入放大器内部的电流和与其并联的其它支路电流相比很小,在计算时可以近似当作0来处理,上述电流和电压信号并不真的为零,否则电路无法正常工作。
【例3】运算放大电路如图12所示,现欲使其构成反相比例运算电路,则虚线框内应连接()元件。
电阻;
B.电感;
C.电容;
D.运算放大器;
图12
解:答案是A。
反相比例运算放大电路的反馈支路中式电阻元件。
【例4】(2011)理想运算放大电路如图13所示,若,则电路的输出功率为()。
A.6.25W;
B.12.5W;
C.20.25W;
D.25W;
图13
解:互补对称功率放大电路电压放大倍数约等于1,则
根据虚断的概念有
∴答案是B。
【例5】理想运算放大电路如图14所示,若为恒压信号源。欲引入负反馈,则A点应与()点连接。
A.B;B.C;C.D;D.运算放大器的+端;
图14
解:答案是A。
用瞬时极性法判断A点与B点连接形成负反馈。
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