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集成运算放大电路分析比例运算
接线图
2023年07月21日 22:50 251
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1、反相输入
输入信号从反相输入端引入的运算便是反相运算。
图1所示是反相比例运算电路。输入信号
经输入端电阻
送到反相输入端，而同相输入端通过电阻
接“地”。反馈电阻
跨接在输出端和反相输入端之间。
根据运算放大器工作在线性区时的两条分析依据可知：
由图1可列出
由此得出
(1)
闭环电压放大倍数则为
(2)
 |
图1 反相比例运算电路 |
上式表明，输出电压与输入电压是比例运算关系，或者说是比例放大的关系。如果
和
的阻值足够精确，而且运算放大器的开环电压放大倍数很高，就可以认为
和
间的关系只取决于
与
的比值而与运算放大器本身的参数无关。这就保证了比例运算的精度和稳定性。式中的负号表示
与
反相。
图中的
是一平衡电阻，
，其作用是消除静态基极电流对输出电压的影响。
在图1中，当
时，则由式(1)和(2)可得
(3)
这就是反相器
2、同相输入
输入信号从同相输入端引入的运算便是同相运算。
图2所示是同相比例运算电路，根据理想运算放大器工作在线性区时的分析依据：
由图2可列出
由此得出
(4)
闭环电压放大倍数则为
(5)
可见
与
间的比例关系也可认为与运算放大器本身的参数无关，其精度和稳定性都很高。式中
为正值，这表示
与
同相，并且
总是大于或等于1，不会小于1，这点和反相比例运算不同。
当
(断开)或
时，则
(6)
这就是电压跟随器。
例1、试计算图3中
的大小。
 |  |
图2同相比例运算电路 | 图3 例1的图 |
解：
图3是一电压跟随器，电源+15V经两个15kΩ的电阻分压后在同相输入端得到+7.5V的输入电压，故
。
由本例可见，
只与电源电压和分压电阻有关，其精度和稳定性较高，可作为基准电压。
例2、在图4所示的两级运算电路中，
。若输入电压
，试求输出电压
，并说明输入级的作用。
 |
图4 例2的图 |
解：
输入级
是电压跟随器，它是串联电压负反馈电路，其输入电阻很高，能起到减轻信号源负担的作用。它的输出电压，
，作为输出级
的输入。
是反相比例运算电路，可得
标签： 电源
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