《模拟电子技术与应用》课件2反相比例运算电路优化

学习目标了解1、反相比例运算电路的作用；1、反相比例运算电路的电路结构；2、反相比例运算电路的分析计算。掌握微机系统框图如图所示：反相比例运算电路简单的微机系统框图如图所示：传感器信号调理电路MCU执行器被控对象反相比例运算电路电阻应变式称重计原理图所示：反相比例运算电路什么是反相比例运算电路？输入与输出关系为：uo_+

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RFR1RPui输入输出输入输出反相且成比例关系反相比例运算电路RP=R1

//RF平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。放大倍数uo_+

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RFR1RPuii1i2虚短i1=i2虚断KCL反相比例运算电路电路特点uo_+

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RFR1RPui输出电阻小；共模电压为0；“虚地”是反相输入的特点。

电压并联负反馈输出电阻很小输入电阻不大Ri=R1

为保证一定的输入电阻，当放大倍数大时，需增大RF，而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再合适。反相比例运算电路注意1.电源线接入旁路电容2.旁路电容的配线越短越好3.接地集中在一点反相比例运算电路实际电路路考虑：电阻值是否多大都可以1.考虑R1和R2的组合2.电阻值允许的误差反相比例运算电路仿真电路使用741反相放大器的参数特性-110k10k5k6m3m9m1M-1010k100k10k60m30m90m100k-1001k100k1k600/60m30m630/90m10k-10001k1M1k6/0.6300m6.3/0.91k反相比例运算电路-110k10k5k0.25m0.1m0.35m1M-1010k100k10k2.5m0.8m3.2m100k-10010k1M1k25m8m33m10k-10005k5M5k25040m290m1k-10001k1M1k65m8m73m1k使用OP07反相放大器的参数特性OP07芯片的最大值为250uV，为8nA741芯片的最大值为6mV，为200nA反相比例运算电路1.放大倍数为100或者100以上，实测时没有按照理论上所要求的情况越来越多。造成比电阻精度更大的误差原因是信号源内阻。2.若放大倍数与正确计算时不符，检查一下电阻的精度而不是OP放大器。3.由于输出偏移与增益成比例增大，可通过使用有零点调节的OP放大器改善1位数左右。1、输出存在误差；2、输出误差主要是电阻误差，信号源内阻问题；2、除上述问题外，与失调电压和失调电流也有关。精密电路设计时，选择高精度电阻外，还需选择失调电压和失调电流小的高精度型芯片。反相比例运算电路问题思考？

一个体重秤中的传感器在0~200Kg的输入压力下可以输出20mV的电压信号，为了满足体重秤精确到100g的要求，需要在将传感器输出电压放大，假设选取的12bit的ADC芯片，满量程输入范围为4.096V，那么放大电路放大倍数多大合适？反相比例运算电路附：1）体重秤精度为100g，而总重为200Kg，则提供200Kg/100g=2000个读数。2）根据ADC芯片参数，最小分辨率LSB=FS/2n=4.096/212=1mV。3）

根据精度要求20mV需要分成2000份，则每份10uV。反相比例运算电路设计反相比例运算电路完成仿真和实际电路焊接与测试说明：①放大倍数绝对值为2（或者5、10、20、50、100）②选取电阻符合E24系列③误差在5%内