同相比例运算电路
6.1基本运算电路
1
t
(U
0.1m s
I
)dt
uO
(0.1ms)
5
(
t
0.1ms)
5
uo
(0.3
ms)
[
5 0.1ms
(0.3ms
0.1ms)ຫໍສະໝຸດ 5]V5V
正峰值未达运放的正饱和电压10V，所以仍正常线性积分．
例6.1.3 积分电路及输入波形如下，运放最大输出电压为10V， t =0 时电容电压为零，试画出输出电压波形。
二、变跨导模拟乘法器的基本工作原理
用压控电流源代 替了差分放大电 路中的恒流源。
二、变跨导模拟乘法器的基本工作原理
当 uY >> uBE3 时，iC3≈uY/RE
V1、V2管的跨导
gm
I E1 UT
iC3 2U T
uY
2REU T
uO
β
RC rbe
uX
gm RCuX
KuX uY
K RC
当rbIeC1、rbI'uCe Y2较有小限/时制g，m：必须为正且应较2R大EU。T
6.1.2 加减运算电路
一、求和运算电路
1. 反相求和运算电路
平衡电阻
R3 =R1 // R2 // RF
电路特点： 输入信号均加至运放反相端
分析：
根据“虚短”“虚断”，可得
un up 0
if i1 + i2
故得
uo ui1 ui2 RF R1 R2
uo
RF
(
ui1 R1
ui2 R2
)
优点：调节方便。
特点：1. 信号加至反相端，反相放大或缩小电压信号。
2. un up 0，运放输入端虚地。 uic 0 ，故对 KCMR 的要求低。这两点也是所有反相运算电路的特点。
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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同相比例运算电路实验报告(共6页)
同相比例运算电路实验报告篇一：实验四比例求和运算电路实验报告实验四比例求和运算电路一、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、实验仪器1.数字万用表2.信号发生器3.双踪示波器其中，模拟电子线路实验箱用到直流稳压电源模块，元器件模组以及“比例求和运算电路”模板。
三、实验原理（一）、比例运算电路 1．工作原理a．反相比例运算,最小输入信号Uimin等条件来选择运算放大器和确定外围电路元件参数。
如下图所示。
10kΩ输入电压Ui经电阻R1加到集成运放的反相输入端，其同相输入端经电阻R2接地。
输出电压UO经RF接回到反相输入端。
通常有：R2=R1//RF 由于虚断，有 I+=0 ，则u+=-I+R2=0。
又因虚短，可得：u-=u+=0由于I-=0，则有i1=if，可得：ui?u?u??uo? R1RFuoRF?A????ufuR1 i由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为： ??u?Rif?i?R1?ii?反相比例运算电路的输出电阻为：Rof=0输入电阻为：Rif=R1b．同相比例运算10kΩ输入电压Ui接至同相输入端，输出电压UO通过电阻RF仍接到反相输入端。
R2的阻值应为R2=R1//RF。
根据虚短和虚断的特点，可知I-=I+=0,则有 u??且 u-=u+=ui，可得：R1?uo?uiR1?RFAuf?R1?uoR1?RFuoR?1?F uiR1同相比例运算电路输入电阻为： Rif?输出电阻： Rof=0ui?? ii以上比例运算电路可以是交流运算，也可以是直流运算。
输入信号如果是直流，则需加调零电路。
如果是交流信号输入，则输入、输出端要加隔直电容，而调零电路可省略。
（二）求和运算电路 1．反相求和根据“虚短”、“虚断”的概念RRui1ui2u???o uo??(Fui1?Fui2)R1R2R1R2RF当R1=R2=R，则 uo??RF(ui1?ui2)R四、实验内容及步骤1、.电压跟随电路实验电路如图1所示。
同相比例运算电路和反相比例运算电路
“同相比例运算电路和反相比例运算电路”文章一、引言在电路设计和应用中，同相比例运算电路和反相比例运算电路是十分重要的。
它们在信号处理、传感器接口等领域有着广泛的应用。
本文将就同相比例运算电路和反相比例运算电路进行深入探讨，从基本概念到具体设计原理，为读者提供全面的理解和应用指导。
二、同相比例运算电路的基本概念同相比例运算电路是一种电子电路，它能够将输入信号与一个固定的比例相乘，输出一个符合该比例的信号。
在同相比例运算电路中，输入信号和反馈电压处在同相位。
这种电路常用于放大、滤波和自动控制系统中，能够稳定地放大输入信号，使得输出信号与输入信号成比例。
在同相比例运算电路中，使用了运放来实现信号放大和控制。
通常情况下，同相比例运算电路的电路结构相对简单，设计相对容易。
然而，要构建一个高性能、稳定的同相比例运算电路，仍然需要对电路参数进行合理选择和优化。
三、同相比例运算电路的设计原理同相比例运算电路的设计原理主要包括运放、反馈电阻和输入信号等关键因素。
1. 运放的选择：选择合适的运放对于同相比例运算电路至关重要。
常用的运放有理想运放和实际运放两种，每种运放都有其适用的范围和性能特点。
在设计同相比例运算电路时，需要根据实际应用需求选择合适的运放。
2. 反馈电阻的选择：反馈电阻决定了同相比例运算电路的放大倍数。
通过合理选择反馈电阻，可以实现不同的放大倍数，满足不同的应用需求。
反馈电阻的稳定性和温度特性也需要考虑在内。
3. 输入信号的处理：输入信号的幅度和频率范围也是影响同相比例运算电路设计的重要因素。
对于不同幅度和频率的输入信号，需要进行合适的处理和滤波，以保证同相比例运算电路的稳定性和性能。
同相比例运算电路设计的关键在于综合考虑这些因素，通过合理的电路参数选择和设计，实现期望的电路功能和性能。
四、反相比例运算电路的基本概念反相比例运算电路与同相比例运算电路相似，都是一种能够进行输入信号放大的电路。
与同相比例运算电路不同的是，反相比例运算电路中输入信号和反馈电压处于反相位。
同相比例和反相比例电路
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 ¢= 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 。
反相和同相比例运算电路
一、集成运放的线性应用
（一）反相和同相比例运算电路
1．反相比例运算电路
（1）绘制仿真反相比例运算电路
电路组成
实物图片如图所示（暂缺）
ห้องสมุดไป่ตู้
图4-7 反相比例运算电路
输入信号通过送到集成运放的反相输入端，输出信号经反馈至反相输入 端，同相端接地。
积件 4-1-3-1：同相、反相运算放大的仿真研究
2）推断输入输出关系： Au uO / uI 1 Rf / R1
积件 4-1-3-1：同相、反相运算放大的仿真研究
（3）结论 电压增益Au为正值，输出电压uo与ui输入同相，故称为同相比例 运算电路。 若取Rf= 0，则有Au= 1，uo=ui，则电路成为电压跟随器。
（图4-9 电压跟随器
积件 4-1-3-1：同相、反相运算放大的仿真研究
2．同相比例运算电路 （1）电路组成
实物图片如图所示（暂缺）
图4-8 同相比例运算电路
输入信号ui通过R2馈送到集成运放的同相输入端，输出信号uo经Rf反馈 至反相输入端。
（2）电压增益 1）仿真测试：输入信号= ，输出信号= ，
计算： Au uO / uI
（2）电压增益 1）仿真测试：输入信号= ，输出信号= ，
计算： Au uO / uI
2）推断输入输出关系：
Au uO / uI (iF Rf )/(iI RI ) Rf / RI
（3）结论 电压增益Au为负值，uo与ui反相，故称为反相比例运算电路。 Au的大小仅与R1和Rf有关，选取阻值稳定、精度高的电阻R1和Rf，是提 高电压增益精度的重要途径。 若取R1=Rf，则Au=1，即uo=-ui，则电路成为反相器。
同相反相比例电路
uC
C
duC dt
uO
uC
1 C
iC dt
1 RC
u I dt
当输入信号是阶跃直流电压UI时
uO
uC
1 RC
uIdt
UI RC
t
例7.1:在图7-5-1的积分器的输入端加入图7-5-2中给定输入波形 ，画出在此输入波形作用下积分器的输出波形，电容器上的初 始电压为0。积分器的参数R=10k、C=0.1F。
UO
电压增益
Au
UO UI
(1
RF R1
)U
I
7.3.3 差动比例运算
RF
R1
UI
A
U
' I
R1'
RF'
R1 R1' 、RF RF'
UO
差动比例运算电路
利用叠加定理： 反相输入端
U
UI
RF R1 RF
UO
R1 R1 RF
同相输入端
U
U
' I
RF' R1' RF'
uO
UI RC
t
U C (t
t0
)
UI RC
t
0
UI RC
t
uI/V t0
0
12345
UI
t/ms
uO /V
0 12345
t/ms
uI/V
2
0
12345
uO /V
同相输入比例运算电路、加法运算电路减法运算电路案例分析
同相输入比例运算电路、加法运算电路减法运算电路案例分析1.同相输入比例运算电路电路如图3.7(a)所示。
(a) 同相输入比例运算电路 (b)电压跟随器图3.7 比例运算电路根据运放工作在线性区的两条分析依据可知：f 1i i =，i u u u ==+-而FoF o f 1110R u u R u u i R u R u i i i-=-=-=-=--由此可得：i u R R u ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=1F o 1 输出电压与输入电压的相位相同。
同反相输入比例运算电路一样，为了提高差动电路的对称性，平衡电阻F 1p //R R R =。
闭环电压放大倍数为：1F o 1R R u u A i uf +==可见同相比例运算电路的闭环电压放大倍数必定大于或等于1。
当0f =R 或∞=1R 时，i u u =o ，即1=uf A ，这时输出电压跟随输入电压作相同的变化，称为电压跟随器，电路如图3.7(b)所示。
2.加法运算电路加法运算电路如图3.8(a)图所示。
(a) 加法运算电路 (b)减法电路图3.8 加减运算电路根据运放工作在线性区的两条分析依据可知：21f i i i +=111R u i i =，222R u i i =，F o f R u i -= 由此可得：)(22F 11F o i i u R Ru R R u +-= 若F 21R R R ==，则：)(21o i i u u u +-=可见输出电压与两个输入电压之间是一种反相输入加法运算关系。
这一运算关系可推广到有更多个信号输入的情况。
平衡电阻F 21p ////R R R R =。
3.减法运算电路减法电路如图3.8(b)图所示。
由叠加定理：u i 1单独作用时为反相输入比例运算电路，其输出电压为：11F oi u R Ru -=' u i 2单独作用时为同相输入比例运算，其输出电压为： 23231F o 1i u R R R R R u +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+='' u i 1和u i 2共同作用时，输出电压为：23231F 11F o oo 1i i u R R R R R u R R u u u +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=''+'= 若∞=3R （断开），则：21F 11F o 1i i u R R u R R u ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-= 若21R R =，且F 3R R =，则：)(121Fo i i u u R R u -=若F 321R R R R ===，则：12o i i u u u -=由此可见，输出电压与两个输入电压之差成正比，实现了减法运算。