同相比例与反相比例放大器
运算放大器的线性应用和非线性应用
充电
放电
++
Uo=Vz+ UDoN
31
(5)电容器端电压随时间变化规律为
32
二、设计过程
1、求R1和R2的值,可使F=0.47,则 T=2RC
图7-16
方波发生器
29
3、设计条件 (1)电源电压为:±9V (2)负载阻抗 RL=10KΩ
4、分析 (1)R、C作为积分电路,即:定时电路. (2)从电路结构看,它由一个迟滞比较器和RC充
放电电路组成.其中迟滞比较器作为状态记忆电 路,RC作为定时电路.
(3)电路的正反馈系数F为:
30
强调:
39
实验箱双电源的接法
40
四运放管脚图
TL084、LM324
41
运放的检测电路
当Uo=Ui1时，运放是好的。
42
T1.设计一个文氏桥正弦波振荡器
技术指标要求：
1、电路结构要求
2、电路指标 (1)f=1KHZ (2)UO=1V
3、设计条件 （1）电源电压为：±9V （2）负载电阻RL=10KΩ
16
五、反相加法器
17
又因为 if=i1+i2+i3，则
18
六、同相相加器
19
实验三十六 运算放大器线性应用电路
J1.设计一个反相比例放大器 （一）设计技术指标 1）Au=20 2)Ri=1KΩ 3)Uopp≥1V （二）设计条件
1） Ec= ±9V
2) RL= 5.1KΩ
比例求和运算电路知识讲解
比例求和运算电路实验八 比例求和运算电路—、实验目的1、掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的特点及性能。
2、学会上述电路的测试和分析方法。
二、实验原理1、比例运算放大电路包括反相比例，同相比例运算电路，是其他各种运算电路的基础，我们在此把它们的公式列出：反相比例放大器 10R R V V A Fi f-==1R r if = 同相比例放大器 101R R V V A Fi f +== ()id Od r F A r +=1式中Od A 为开环电压放大倍数FR R R F +=11id r 为差模输入电阻当0=F R 或∞=1R 时，0=f A 这种电路称为电压跟随器2、求和电路的输出量反映多个模拟输入量相加的结果，用运算实现求和运算时，可以采用反相输入方式，也可以采用同相输入或双端输入的方式，下面列出他们的计算公式。
反相求和电路 22110i Fi F V R R V R R V •+•-=若 21i i V V = ，则 ()210i i FV V RR V +=双端输入求和电路⎪⎭⎫ ⎝⎛-'=∑∑21120i i F V R R V R R R R V 式中：F R R R //1=∑ 32//R R R ='∑三、实验仪器 l 、数字万用表 2、示波器 3、信号发生器4、集成运算放大电路模块四、预习要求1、计算表8-l 中的V 0和A f2、估算表8-3的理论值3、估算表8-4、表8-5中的理论值 4、计算表8-6中的V 0值5、计算表8-7中的V 0值五、实验内容1、电压跟随器实验电路如图8-l所示.图8-l电压跟随器按表8-l内容实验并测量记录。
Vi（V）-2 -0.5 0 0.5 0.98V（V）RL=∞RL= 5K1 4,962、反相比例放大器实验电路如图8-2所示。
图8-2反相比例放大器(l) 按表8-2内容实验并测量记录.直流输入电压Ui（mV）30 100 300 9803000输出电压U理论估算（mV）实测值（mV）10800误差(2) 按表8-3要求实验并测量记录.测试条件理论估算值实测值ΔURL开路，直流输入信号ΔUABUi由0变为800mVΔUR2ΔUR1ΔUOLUi=800mVRL由开路变为5K1(3) 测量图8-2电路的上限截止频率。
电子技术基础课后习题答案五章
第五章集成运算放大器5-1 什么是直接耦合放大器？它试用于那些场合？与阻容耦合放大器相比有哪些优点？答：用来放大缓慢变化的信号或某个直流量的变化（统称为直流信号）的放大电路，称为直流放大器。
适用于放大缓慢变化的低频信号和交流信号，与阻容耦合放大器相比能够放大缓慢的低频信号，不紧能够放大直流信号，也可以放大交流信号。
5-2 直接耦合放大器有什么特殊问题？在电路上采取什么办法来解决？答：直接耦合放大器采用直接耦合方式，因而带来了前后级的静态工作点相互影响，相互牵制的特殊问题。
因此在电路的V2的射级上加接了R e2 ，抬高了V2管的射级电位，或者将R e2换成稳压二极管V Z ，采用NPN和PNP管组成的互补耦合电路。
5-3 解释：共模信号、差模信号、共模放大倍数、差模放大倍数、共模抑制比。
答：共模信号：在差分放大电路中，把大小相等，极性相同的输入信号称为共模信号；差模信号：在差分放大电路中，把大小相等，极性相反的输入信号称为差模信号；共模放大倍数：在差分放大电路中，共模放大倍数为双输出端的差值，为零，这样更好的抑制了零点漂移现象。
差模放大倍数：在差分放大电路中，差模放大倍数为双输出端的差值，放大倍数为A vd = -βvOvI = -βRcrbe，该电路多用一只三极管以换取对零点漂移的抑制共模抑制比：差模放大倍数与共模放大倍数的比值称为共模抑制比K CMR =AvdAvc当电路完全对称时A vc为零，则共模抑制比K CMR 无穷大。
5-4 集成运放由哪几部分组成？试分析其作用。
答：集成运放主要由以下部分组成输入级：由差分电路组成，应用该电路的目的是力求较低的“零飘”和较高的共模抑制比；中间级：高增益的电压放大电路组成；输出级：三极管射极输出器互补电路组成；偏置电路：为集成运放各级电路提供合适而稳定的静态工作点。
5-5 集成运放有哪些常用参数？解释这些参数的含义。
答：（1）开环差模电压放大倍数 A VO无反馈时集成运放的放大倍数。
同相比例运算电路中集成运算放大器的反相输入端
同相比例运算电路中集成运算放大器的反相输入端下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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反向比例运算电路和同向比例运算电路
反向比例运算电路和同向比例运算电路示例文章篇一：《有趣的反向比例运算电路和同向比例运算电路》嘿，你知道吗？在电子电路的世界里，有两种超级有趣又特别重要的电路，那就是反向比例运算电路和同向比例运算电路。
我先来说说反向比例运算电路吧。
想象一下，电路就像一个小王国，里面的元件们就像一个个小居民，都有自己独特的任务呢。
反向比例运算电路里，有一个非常关键的角色，那就是运算放大器。
这个运算放大器呀，就像一个超级智能的小管家。
它有两个输入端，一个叫同相输入端，一个叫反相输入端。
在反向比例运算电路里呢，输入信号是加在反相输入端的。
我和我的小伙伴们在实验室里第一次接触到这个电路的时候，可有趣啦。
我的小伙伴小明就特别好奇地问老师：“老师，这个电路为什么叫反向比例运算电路呀？”老师笑着说：“你们看，当输入信号变大的时候，输出信号可是朝着相反的方向变化哦，就像你想要往前走，它却拉着你往后退一样。
而且呢，这个输出信号和输入信号之间存在着一定的比例关系。
”我们都似懂非懂地点点头。
那这个比例是怎么来的呢？这里面就涉及到电路里的其他元件啦，比如说电阻。
电阻就像一个个小门卫，控制着电流的大小。
不同大小的电阻组合在一起，就决定了这个反向比例的数值。
我当时就想啊，这就好比在一场比赛里，每个运动员（电阻）的能力不同，他们组合起来就会对比赛结果（比例关系）产生不同的影响。
再来说同向比例运算电路。
这个电路和反向比例运算电路有点像，但又有很大的不同。
同向比例运算电路的输入信号是加在同相输入端的。
这就好像在一个队伍里，原本在反向比例运算电路里站在反相输入端这个位置的人，现在跑到了同相输入端这个新的位置。
我记得我在做实验的时候，为了搞清楚同向比例运算电路的特点，我特别认真地观察着示波器上的波形。
我的另一个小伙伴小红在旁边说：“这同向比例运算电路的输出和输入感觉就像好朋友一样，总是朝着相同的方向变化呢。
”我也觉得是这样。
当输入信号升高一点，输出信号也跟着升高一点，就像两个手拉手一起往上跳的小伙伴。
反相比例放大电路
实用文档
集成运算放大器按照输入方式可以分为同相、反相、差分三种接法，按照输入电压
与输出电压的运算关系可以分为比例、加法、减法、积分、微分等，输入方式和运算关系组
合起来，可以构成各种运算放大器。
1. 反相接法
（1）反相比例放大电路（图3.8a.1）的输入信号从运算放大器的反相输入端引入，输
出信号与输入信号反相，并按比例放大为
式中A0为运算放大器的开环电压放大倍数，rid为差模输入电阻。
在开环电压放大倍数
及差模输入电阻极大的条件下，可把运算放大器看作是理想的，则上式可以简化为
电压放大倍数
集成运算放大器的输入级是由差动放大电路组成，它要求反相和同相输入端的外电阻相
等，因此要在同相输入端接入平衡电阻
图3.8a.1 反相比例放大电路
.。
同相比例和反相比例放大器
同相比例和反相比例一、反相比例运算放大电路反相输入放大电路如图1所示，信号电压通过电阻R 1加至运放的反相输入端，输出电压v o 通过反馈电阻Rf 反馈到运放的反相输入端，构成电压并联负反馈放大电路。
R ¢为平衡电阻应满足R ¢= R 1//R f 。
利用虚短和虚断的概念进行分析，v I=0，v N=0，i I =0，则即∴该电路实现反相比例运算。
反相放大电路有如下特点1．运放两个输入端电压相等并等于0，故没有共模输入信号，这样对运放的共模抑制比没有特殊要求。
2．v N= v P ，而v P=0，反相端N 没有真正接地，故称虚地点。
3．电路在深度负反馈条件下，电路的输入电阻为R 1，输出电阻近似为零。
二、同相比例运算电路图 1 反相比例运算电路同相输入放大电路如图1所示，信号电压通过电阻R S 加到运放的同相输入端，输出电压v o 通过电阻R 1和R f 反馈到运放的反相输入端，构成电压串联负反馈放大电路。
根据虚短、虚断的概念有v N= v P= v S ，i 1= if于是求得所以该电路实现同相比例运算。
同相比例运算电路的特点如下 1．输入电阻很高，输出电阻很低。
2．由于v N= v P= v S ，电路不存在虚地，且运放存在共模输入信号，因此要求运放有较高的共模抑制比。
三、加法运算电路图1所示为实现两个输入电压v S1、v S2的反相加法电路，该电路属于多输入的电压并联负反馈电路。
由于电路存在虚短，运放的净输入电压v I=0，反相端为虚地。
利用v I=0，v N=0和反相端输入电流i I=0的概念，则有或由此得出图 1 同相比例运算电路图 1 加法运算电路若R 1= R 2= R f ，则上式变为 –v O= v S1+ v S2式中负号为反相输入所致，若再接一级反相电路，可消去负号，实现符 合 常规的算术加法。
该加法电路可以推广到对多个信号求和。
从运放两端直流电阻平衡的要求出发，应取R ´=R 1//R2//R f 。
同相比例放大器与反相比例放大器
您清楚吗?
<<西电丝路云课堂>>
Ii ui
uid
ui Ii
+
Ri +
-
-
Ro uo
Auo (ui ui )
Ii 0
ui
+
uid
ui
-
Ii 0
+
uo
-
Auo (ui ui )
◆同相输入+负反馈=同相比例放大器
uo
Au0 (ui
ui )
Auo (ui
R1
R1 R2
uo )
Rif
输入输出 同相
输入线性范围: △ui=(UOH-UOL)/Auf
◆反相输入+负反馈=反相比例放大器
另一种求法:
输入输出 反相
◆反相输入+负反馈=反相比例放大器的输入电阻Rif
应用密勒等效原理,将R2对输 入电阻的影响等效到输入端
1 uo
if
uid uo R2
uid
uid R2
uid
1
( Au 0 R2
)
密勒等 效电阻
Ri'
uid if
ห้องสมุดไป่ตู้
R2 1 Au0
0
Rif
R1 Ri'
R1
R2 1 Au0
R1
同相比例放大器与反相比例放大器对比
同相比例放大器
反相比例放大器
同相比例放大器与反相比例放大器对比(虚拟实验)
同相比例放大器
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同相比例和反相比例
一、反相比例运算放大电路
反相输入放大电路如图１所示，信号电压通过电阻
图 1 反相比例运算电路R1加至运放的反相输入端，输出电压v o通过反馈电阻R
f反馈到运放的反相输入端，构成电压并联负反馈放大
电路。
R¢为平衡电阻应满足R¢= R１//R f。
利用虚短和虚断的概念进行分析，ｖI=0，ｖN=0，
iＩ=0，则
即
∴
该电路实现反相比例运算。
反相放大电路有如下特点
1.运放两个输入端电压相等并等于0，故没有共模输入信号,这样对运放的共模抑制比没有特殊要求。
2.v N=v P，而v P=0，反相端N没有真正接地,故称虚地点。
３．电路在深度负反馈条件下，电路的输入电阻为R１，输出电阻近似为零。
二、同相比例运算电路
同相输入放大电路如图1所示，信号电压通过电阻R S 加到运放的同相输入端,输出电压v o 通过电阻Ｒ１和
R f 反馈到运放的反相输入端，构成电压串联负反馈放大电路。
根据虚短、虚断的概念有v N= ｖP= ｖＳ，i 1= ｉｆ
于是求得
所以该电路实现同相比例运算. 同相比例运算电路的特点如下 1.输入电阻很高，输出电阻很低。
2．由于v Ｎ= ｖP= ｖＳ，电路不存在虚地,且运放存在共模输入信号，因此要求运放有较高的共模抑制比.
三、加法运算电路
图1所示为实现两个输入电压v Ｓ１、ｖS2的反相加法电路,该电路属于多输入的电压并联负反馈电路.由于电路存在虚短，运放的净输入电压v I=0，反相端为虚地。
利用ｖI=0，v N=0和反相端输入电流ｉＩ=0的概念，则有
或
由此得出
图 １ 同相比例运算电路
图 1 加法运算电路
若Ｒ1=Ｒ2= R f，则上式变为–vＯ= v S１+ v S2
式中负号为反相输入所致，若再接一级反相电路，可消去负号,实现符合常规的算术加法。
该加法电路可以推广到对多个信号求和.
从运放两端直流电阻平衡的要求出发，应取R´=R1//R2／/Ｒf。
四、减法运算电路
1、反相求和式运算电路
图1所示是用加法电路构成
的减法电路，第一级为反相比例
放大电路,若Rｆ1=R1,则vＯ1＝
–v S1；第二级为反相加法电
路，可以推导出
图 1 反相求和式减法电路
若取R2=Ｒｆ2，则v O ＝ v S1–v S2
由于两个运放构成的电路均存在虚地,电路没有共模输入信号，故允许v S1、ｖＳ2的共模电压范围较大。
２、差分式减法电路
差分式减法电路图1所示电路可以实现两个输入电压v S1、v S2相减，在理想情况下,电路存在虚短和虚断,所以有v I＝0,ｉＩ＝0,由此得下列方程式:
图１
及
由于v N=v P，可以求出
若取，则上式简化为
即输出电压v O与两输入电压之差(v S2–v S２）成比例，其实质是用差分式放大电路实现减法功能。
差分式放大电路的缺点是存在共模输入电压。
因此为保证运算精度应当选择共模抑制比较高的集成运放。
差分式放大电路也广泛应用于检测仪器中，可以用多个集成运放构成性能更好的差分式放大电路.
五、积分电路
图1a所示为基本积分电路。
其输出电压与输入电压成积分运算关系。
利用虚地的概念：vＩ=0，ｉI=0，则有即是电容Ｃ的充电电流，
即
图
1
则
式中v o(ｔ1）为t1时刻电容两端的电压值，即初始值。
积分运算电路的输出－输入关系也常用传递函数表示为
假设输入信号v s是阶跃信号，且电容C 初始电压为零,则当t≥0时
输出电压ｖＯ与时间t的关系如动画所示。
对于实际的积分电路，由于集成运放输入失调电压、输入偏置电流和失调电流的影响，常常会出现积分误差,可选用ＶIO、I m、IＩO较小和低漂移的运放,或选用输入级为FET组砀ＢiFET运放.
积分电容器的漏电流也是产生积分误差的原因之一,因此，选用泄漏电阻大的电容器,如薄膜电容、聚苯乙烯电容器以减少积分误差。
图1所示的积分器可用作显示器的扫描电路或将方波转换为三角波等。
六、微分电路
1。
基本微分电路
图1
微分是积分的逆运算,将基本积分电路中的电阻和电容元件位置互换，便得到图1所示的微分电路.
在这个电路中,同样存在虚地和虚断，因此可得
上式表明，输出电压v Ｏ与输入电压的
微分 成正比。
当输入电压v S 为阶跃信号时，考虑到信号源总存在内阻，在ｔ＝0时,输出电压仍为一个有限值,随着电容器C 的充电。
输出电压v Ｏｏ将逐渐地衰减，最后趋近于零,如图2所示.
2。
改进型微分电路
当输入电压为正弦信号ｖS=sin ｗt 时，则输出电压v O=–RCw ｃo ｓw ｔ。
此时ｖO 的输出幅度将随频率的增加而线性地增加。
说明微分电路对高频噪声特别敏感，故它的抗干扰能力差.另外,对反馈信号具有滞后作用的RC 环节，与集成运放内部电路的滞后作用叠架在一起,可能引起自激振荡。
再者ｖＳ突变时，输入电流会较大，输入电流与反馈电阻的乘积可能超过集成运主的最大输出电压,有可能使电路不能正常工作。
一种改进型的微分电路如图3所示。
其中R 1起限流作用，Ｒ２和C 2并联起相位补偿作用.该电路是近似的微分电路。
七、比例—积分—微分电路
图 ２
图 3
对于基本积分电路,用Ｚ1和Ｚf 代替电阻和电容。
在复频域中，应用拉氏变换，将Z 1和Z f 写成运算阻抗的形式Ｚ1（s ）、Z f(s),其中s 为复频率变量,输出电压的表达式可以写成
改变Z 1（s)和Z f(s ）的形式，可以实现各种不同的数学运算。
对于图1a 所示的电路，其传递函数为
上式括号内第一、二两项表示比例运算；第三项表示积分运算;因 表示积分；第四
项表示微分运算，因。
图2b 表示在输入阶跃信号情况下,输出电压的波形。
在自动控制系统中，比例－积分－微分运算经常用来组成 P ＩD 调节器。
在常规调节中，比例运算、积分运算常用来提高调节精度，而微分运算则用来加速过渡过程。
图1 比例—积分—微分电路
图2 阶跃响应。