第二节 比例运算电路

1、第二节 比例运算电路,反相比例运算电路,同相比例运算电路,差分比例运算电路,下页,总目录,这种现象称为“ 虚地”,u- = u+ = 0,一、 反相比例运算电路,为保持参数对称： R2 = R1 / RF,1. 电路组成,u+ = 0,下页,上页,首页,u- = u+ = 0,由 iI = iF,2. 工作原理,下页,上页,首页,仿真,结论：,电路是深度电压并联负反馈电路，理想情况下， 反相输入端 “ 虚地”，共模输入电压低。,| Auf | 可大于 1、等于 1 或小于 1 。,3. 电路的输入电阻不高，输出电阻很低。,2. 实现了反相比例运算 。 |Auf| 取决于电阻 RF 和 R1 之

2、比。 u0 与 uI 反相，,下页,上页,首页,ui = u+,i- = i+ = 0,二、同相比例运算电路,R2 = R1 / RF,Rif = ( 1 + AodF ) Rid,下页,上页,同相比例运算电路的比例系数总是大于或等于1。,首页,当RF = 0或R1 = 时，比例系数等于1， 此时电路为：,下页,上页,u+ = uI,u- = uO,由于虚短，即u+ = u- ，故,uO = uI,这种电路又称为电压跟随器。,首页,仿真,结论：,电路是一个深度的电压串联负反馈电路。 “虚短”, 不“虚地”，共模输入电压高。 2. 实现了同相比例运算, Auf 只与 RF 和 R1 有关， u0

3、 与 ui 同相，Auf 大于 1 或等于 1。 3. 输入电阻高，输出电阻低。,下页,上页,首页,三、差分比例运算电路,R1 = R1、RF = RF,下页,上页,首页,iI = iF,下页,上页,首页,结论： 实现差分比例运算（减法运算）， Auf 决定于电阻 RF 和 R1 之比， 与集成运放内部参数无关。 2. 共模输入电压高， “虚短”，但不 “虚地”。 3. 输入电阻不高，输出电阻低， 元件对称性要求高。,下页,上页,首页,例7.2.1,（1）求: 电压放大倍数 Au ；,（2）已知A1、A2 的 Aod和 Rid , 求电路的输入电阻Ri 。,电路如图所示：,下页,上页,首页,A

4、1、A2组成同相比例电路，A3组成差分比例电路。,先分析电路,下页,上页,电路可等效为：,首页,解： （1）,下页,上页,首页,同理,则第一级的电压放大倍数为：,下页,上页,首页,则第二级的电压放大倍数为：,下页,上页,首页,因此，该数据放大器总的电压放大倍数为：,下页,上页,首页,故数据放大器的输入电阻为：,Ri= 2 ( 1 + AodF ) Rid,R1/2,R1/ 2+ R2,R1,R1 + 2R2,A1 、A2 的输入电阻之和，因参数对称,F =,（2） 由图可见，数据放大器的差模输入电阻等于,=, 2105 M,下页,上页,首页,例7.2.2 设 A 为理想运放: 列出Auf和 R

5、if的表达式。 (2) R1= 2M , R4 =1k , R2= R3 = 470k , 估算 Auf 和 Rif 的数值。,(3) 若采用虚线所示的反相比例运算电路，为了得到 同样的 Auf 和 Rif 值， R1 、 R2 和 RF 应为多大？ (4) 由以上结果，小结 T 型反馈网络电路的特点。,下页,上页,首页,uo = - i2R2 + ( i2 + i4) R3,代入 uo 的表达式可得,uM = -i2R2 = -i4R4,解：,ui = i1R1= i2R1,uo = - ( i2R2 + i3R3 ) , 其中 i3 = i2+ i4,i1 = i2,下页,上页,首页,则T 型反馈网络电路的电压放大倍数为：,Auf =,uo,ui,可见，此电路的输出电压与输入电压之间同样存在反相比例运算关系。 由于反向输入端 “虚地” , 电路的输入电阻为： Rif = R1,(2) 将给定参数值分别代入上式：,=,Rif = 2 M,Auf = - 110. 9,下页,上页,首页,(3) 若要求Rif = 2 M ，则 R1 = Rif = 2 M,R5 = R1 / RF,RF = |Auf | R1,Auf = -,RF,R1,= - 110. 9,= 221. 8 M,= ( 110. 9 2 ) M,= 1. 98 M,下页,上页,首页,(