同相运算放大电路的设计
运放 正负输入 同相放大电路-概述说明以及解释
运放正负输入同相放大电路-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分主要介绍本文将要讨论的主题，即运放正负输入同相放大电路。
运放（Operational Amplifier, 简称Op-Amp）是一种重要的电子器件，广泛应用于各个领域的电路设计中。
正负输入放大电路是运放电路中最基本的一种电路结构，也是常见的放大电路之一。
正负输入放大电路的特点是具有高输入阻抗、低输出阻抗、大增益和良好的线性度。
在正负输入放大电路中，运放的正输入端和负输入端分别连接外部信号源和反馈电阻，通过这种方式实现对输入信号的放大。
同相放大电路是指正输入端和负输入端通过反馈电阻连接，具有相同的放大倍数。
本文将从运放的基本原理和正负输入放大电路的工作原理两个方面进行详细的介绍。
首先介绍运放的基本原理，包括运放的基本构成和工作原理。
然后，详细讨论正负输入放大电路的工作原理，包括放大电路的输入输出特性和性能指标。
同时，还将探讨正负输入放大电路的应用领域和展望。
通过本文的学习，读者将能够全面了解运放正负输入同相放大电路的特点和工作原理，为实际电路设计和应用提供参考。
同时，对于进一步扩展运放电路的设计和应用领域也将有所启发。
文章结构部分的内容如下：文章结构如下所示：第1章引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的第2章正文2.1 运放的基本原理2.2 正负输入放大电路的工作原理第3章结论3.1 总结运放正负输入同相放大电路的特点3.2 对运放正负输入同相放大电路的应用展望本文共分为三个章节，其中引言部分主要介绍本文的背景和目的，正文部分详细阐述了运放的基本原理和正负输入放大电路的工作原理。
结论部分对运放正负输入同相放大电路的特点进行总结，并展望了其在实际应用中的潜力。
通过这样的章节划分，读者可以更加清晰地了解文章的结构和内容。
1.3 目的本文旨在探讨运放正负输入同相放大电路的工作原理和特点，以及对它的应用展望。
首先，我们将介绍运放（运算放大器）的基本原理，包括其输入电压和输出电压之间的关系，并解释其放大和反相放大功能。
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 。
运算放大器应用电路的设计与制作
运算放大器应用电路的设计与制作运算放大器1.原理运算放大器是目前应用最广泛的一种器件，当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
运算放大器一般由4个部分组成，偏置电路，输入级，中间级，输出级。
图1运算放大器的特性曲线图2运算放大器输入输出端图示图1是运算放大器的特性曲线，一般用到的只是曲线中的线性部分。
如图2所示。
U对应的端子为“-”，当输入U单独加于该端子时，输出电压与输入电压U 反相，故称它为反相输入端。
U+对应的端子为“ + ”，当输入U+单独由该端加入时，输出电压与q 同相，故称它为同相输入端。
输出：U0= A(U+-UJ ; A称为运算放大器的开环增益(开环电压放大倍数)。
在实际运用经常将运放理想化，这是由于一般说来，运放的输入电阻很大，开环增益也很大，输出电阻很小，可以将之视为理想化的，这样就能得到：开环电压增益Ad=x ；输入阻抗r i=x ；输出阻抗r o=0；带宽f BW=^；失调与漂移均为零等理想化参数。
理想运放在线性应用时的两个重要特性输出电压U与输入电压之间满足关系式：Ub= Ad (L+- L U),由于A ud=^，而U 为有限值，因此，U— UL^O o即U〜U-,称为“虚短”。
由于r i二X,故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB = 0,称为“虚断”这说明运放对其前级吸取电流极小上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则， 可简化运放电路的计算。
运算放大器的应用(1)比例电路所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路， 比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。
(a) 反向比例电路反向比例电路如图3所示，输入信号加入反相输入端：对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：U 。
訓为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻 R'= R// R F 。
设计用运算放大器构成反相放大器、同相放大器、跟随器
电子系统设计设计用运算放大器构成反相放大器同相放大器跟随器姓名：学号：指导老师：专业：院系：摘要：设计用运算放大器构成反相放大器、同相放大器、跟随器等1.测试三种电路的输入电阻、输出电阻、放大倍数、通频带等参数并记录。
2.用Multisim仿真这三种电路并记录好主要参数。
3.比较对应参数，写出分析报告要求掌握：分析不同电路的参数结果关键词：运放同相放大器反相放大器跟随器Multisim仿真1 总体设计利用运算放大器NE5532分别构建同相比例运算放大器、反相比例运算放大器、电压跟随器三种电路。
并利用Multisim软件进行仿真，测试三种电路的输入电阻、输出电阻、放大倍数、通频带等参数并记录下来。
2 详细设计2.1 同相放大器的设计采用NE5532运算放大器，输入电阻Ri为从入口看进去的值，即为R2||R1的值，则Ri=1×9÷(1+9)=0.9Ώ求输出电阻时，先将信号源Vi置零，则运放内的受控电压源也为零。
理想运放的输出电阻为零，再并上支路电阻也为零。
放大增益Au=1+9/1=10Ώ电路仿真图如下所示：波形图如下：通频带图如下：则测得的通频带为0—14.722MKHZ2.2反相放大器的设计采用NE5532运算放大器，输入电阻：输入电阻Ri 为从输入口看进去的电阻，1R R v v i v R ii i i i i ====100Ώ输出电阻：由于理想运放的输出电阻0→o r ，因此，与同相放大电路类似，输出电阻0→o R 。
放大倍数：10100112-=-=-==kR R v v A i o o电路图如下所示：波形图如下：通频带图如下：则测得的通频带为0—12.833MHZ2.3 电压跟随器的设计采用NE5532运算放大器，输入电阻Ri ：iii v Ri =式中Vi=Vp ，因0i i =∞→，必有i r ，故从放大电路输出口看进去的电阻为：∞→=ii i i vR输出电阻Ro ：将信号源Vi 置零，则运算放大器的受控电压源也为零。
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 。
运算放大器同相放大器电路设计
其他优点。
同相放大器配置是最流行和广泛使用的运算放大器电路形式之一，它用于许多电子设备。
运算放大器同相放大器电路提供高输入阻抗以及使用运算放大器的所有优势。
虽然基本的同相运算放大器电路需要与反相对应电路相同数量的电子元件，但它可用于高输入阻抗很重要的应用。
1.同相放大电路同相运算放大器的基本电子电路相对简单。
在这种电子电路设计中，信号被施加到运算放大器的同相输入端。
这样，与输入相比，输出端的信号不会反转。
然而，反馈通过一个电阻从运算放大器的输出端传输到运算放大器的反相输入端，其中另一个电阻被带到地。
它必须应用于反相输入，因为它是负反馈。
这两个电阻的值决定了运算放大器电路的增益，因为它们决定了反馈电平。
基本同相运算放大器电路2.同相放大器增益运算放大器同相电路的增益很容易确定。
计算取决于两个输入端的电压相同这一事实。
这是因为放大器的增益非常高。
如果电路的输出保持在放大器的供电轨内，则输出电压除以增益意味着两个输入之间几乎没有差分。
由于运算放大器的输入不吸收电流，这意味着流经电阻R1和R2的电流相同。
反相输入端的电压由R1和R2组成的分压器组成，由于两个输入端的电压相同，因此反相输入端的电压必须与同相输入端的电压相同。
这意味着Vin = Vout x R1 / (R1 + R2)。
因此，电路Av的电压增益可以计算为：和在=1+R2R1Av=1+R2R1哪里：Av = 运算放大器电路的电压增益R2 = 反馈电阻电阻，单位为ΩR1 = 电阻对地电阻，单位为Ω例如，通过使R2 47 k欧姆和R1 4.7 k欧姆，可以构建需要11增益的放大器。
3.同相放大器输入阻抗运算放大器同相电路的阻抗特别高。
该运算放大器电路的输入阻抗通常可能远远超过107Ω.对于大多数电路应用，电路对前几级的任何负载影响都可以完全忽略，因为它非常高，除非它们非常敏感。
这与运算放大器电路的反相配置有很大不同，后者仅提供相对较低的阻抗，具体取决于输入电阻的值。
同相比例放大器和反相比例放大器
同相比例放大器和反相比例放大器相比例放大器是放大电压信号的一种重要电路，主要用于增强信号弱的情况下的放大效果。
其中，同相比例放大器和反相比例放大器是常见的两种类型。
它们在电路结构以及放大方式上有所不同，下面将逐一介绍这两种放大器的原理和应用。
一、同相比例放大器同相比例放大器是指输入信号与放大器输入端电源的极性相同。
它的主要特点是：输出信号与输入信号的幅度呈正比关系，且不改变其极性。
同相比例放大器通常由一个集成运算放大器、电阻和电源组成。
具体来说，集成运算放大器作为放大器的核心，主要通过负反馈的方式实现输入信号的放大。
同相比例放大器可以用于多种应用场合。
例如，在音频放大器中，同相比例放大器可以将低电平的音频信号放大到适当的水平，以驱动扬声器发出清晰的声音。
此外，同相比例放大器还常用于过程控制、信号调理等领域，起到放大和稳定输入信号的作用。
二、反相比例放大器反相比例放大器是指输入信号与放大器输入端电源的极性相反。
与同相比例放大器不同，反相比例放大器的输出信号与输入信号的幅度呈负比关系，且改变了其极性。
反相比例放大器同样由集成运算放大器、电阻和电源构成，其中电阻起到按比例分压和反向输入的作用。
反相比例放大器在实际应用中非常常见。
例如，在音频调节中，反相比例放大器可以用于音量控制电路，通过调节输入信号的幅度来实现音量的调节。
此外，在传感器信号处理中，反相比例放大器可以将微弱的传感器信号放大到能够被测量的范围内，提高信号的可靠性和可测性。
总结起来，同相比例放大器和反相比例放大器是常见的放大电路，它们在电路结构和放大方式上存在差异。
同相比例放大器适用于放大电压信号并保持其极性不变的场合；而反相比例放大器则适用于放大电压信号并改变其极性的场合。
它们在音频放大、过程控制、传感器信号处理等领域都有重要的应用。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的放大器类型，并合理设计电路结构。
同时，应注意电路稳定性和信号质量，确保放大器的性能和可靠性。
验证实验--运算放大电路同相、反相与加减法电路实验
验证实验四 运算放大电路同相、反相及加减法电路实验一、实验目的（1）掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等模拟运算电路功能。
（2）熟悉运算放大器在模拟运算中的应用。
二、主要设备及器件函数信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、数字万用表、直流稳压电源、实验电路板。
三、实验原理1、反相比例运算电路反相比例运算电路如图1所示。
对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：i 1foUR R U -=为减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R ´=R1||Rf 。
实验中采用10 k Ω和100 k Ω两个电阻并联。
图1 反相比例运算电路2、同相比例运算电路图2是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为i 1fo )1(UR R U +=当R1→∞时，Uo=Ui ，即为电压跟随器。
图2 同相比例运算电路3、反相加法电路反相加法电路电路如图3所示，输出电压与输入电压之间的关系为)+(=B 2f A 1f o U R RU R R U - R ´ = R1 || R2 || Rf图3 反相加法电路4、同相加法电路同相加法电路电路如图4所示，输出电压与输入电压之间的关系为：)+++(+=B 211A 2123f 3o U R R R U R R R R R R U图4 同相加法电路5、减法运算电路（差动放大器）减法运算电路如图5所示，输出电压与输入电压之间的关系为：f f o A B 1121 ()()R R R U U U R R R R '=+'+-+当R1 = R2，R ´ = Rf 时，图5电路为差动放大器，输出电压为：)(=A B1fo U U R R U -图5 减法运算电路四、实验内容注意正、负电源的接法，并切忌将输出端短路，否则将会损坏集成块。
信号输入时先按实验所给的值调好信号源再加入运放输入端。
同相运算放大电路的设计
目录1技术指标 (1)2设计方案及比较 (1)2.1方案一 (1)2.2方案二 (2)2.3方案三 (3)2.4方案比较 (4)3实现方案 (5)4调试过程及结论 (6)5心得体会 (6)6参考文献 (7)同向运算放大电路的设计1 技术指标设计一种模拟信号的运算电路，其中包括加法、减法和反相比例等电路的运用，要求能够实现特定函数（v o=5v i1+v i2-0.5v i3）的三路可调输入模拟信号的运算，测试并记录下各节点的波形图。
2 设计方案及比较2.1 方案一方案一的原理图如图1所示，该方案采用差动输入方式，也是由一个LF353的运算放大器构成的两级输入结构， v i1，v i2，v i3均在第一级输入，第二级为一反向比例运算器；其中v1和v2从反向输入端输入，v3从同向输入端输入，得v o1=-(5v i1+v i2)+v i3，再经过U1:A后得v o=-v o1=5v i1+v i2-0.5v i3其中各电阻值确定如下：v o1=R5R1∙v i3-R5R3∙v i2-R5R4∙v i1(1)∴ R1=2R5R3=R5图1 方案一的原理图R4=15R5为抑制共模信号，从而提高共模抑制比，以保证电路精确度，故R1∥R2=R3∥R4∥R5(2)由R5=5kΩ可求出R1=10kΩR2=770ΩR3=5kΩR4=1kΩ对于U1:A，该运放电路仅起到反向作用，故R6=R8=1kΩR7为平衡电阻，有R7=R6∥R8=500Ω2.2 方案二图2方案二的原理图方案二的原理图如图2所示，该方案由一个LF353运算放大器构成。
其中U1:B是一个反相比例运算器，U1:A是一个加法器，将v o3，v i1，v i2做加法运算。
对U1:B，有v o3=R8R7=−0.5v i3(3) ∴R8=1kΩR7=2kΩ又由于R6是平衡电阻，故R6=R7∥R8(4) 故R6=670Ω对U1:A，v o=R5R3∙v o3+R5R1∙v i1+R5R2∙v i2(5)又有R5=5kΩ故有R3=R2=5kΩR1=1kΩ已知R3∥R1∥R2=R4∥R5(6) 故R4=833Ω2.3 方案三方案三的原理图如图3所示。
同相比例放大器和反相比例放大器
同相比例放大器和反相比例放大器在电子电路中，放大器是一种电路，它可以放大电压或电流信号。
在放大器中，同相比例放大器和反相比例放大器是两种常见的类型。
它们分别具有不同的特点和应用场景。
本文将从深度和广度两个方面对这两种放大器进行全面评估，以便读者能更全面地了解它们的工作原理和应用。
一、同相比例放大器同相比例放大器是一种电路，它具有高输入阻抗、低输出阻抗，可以将输入信号放大并输出。
在同相比例放大器中，输入信号与反馈信号极性相同，通过放大器放大后输出。
同相比例放大器通常用于放大正向输入信号，具有放大和滤波的功能。
它可以用于信号放大、滤波、控制系统和传感器等方面。
同相比例放大器的特点是增益稳定、频率响应宽、噪声低、非常适用于微弱信号的放大。
它还具有高共模抑制比、低温漂移和低功耗的优点。
同相比例放大器在工业控制、通信系统、生物医学仪器等领域得到了广泛的应用。
二、反相比例放大器反相比例放大器是一种电路，它具有高输入阻抗、低输出阻抗，可以将输入信号放大并输出。
在反相比例放大器中，输入信号与反馈信号极性相反，通过放大器放大后输出。
反相比例放大器通常用于放大负向输入信号，具有放大和反相的功能。
它可以用于反向信号放大、运算放大器、滤波器和振荡器等方面。
反相比例放大器的特点是增益稳定、频率响应宽、噪声低、非常适用于微弱信号的放大。
它还具有高共模抑制比、低温漂移和低功耗的优点。
反相比例放大器在音频处理、信号放大、滤波器和振荡器等领域得到了广泛的应用。
总结回顾在本文中，我们对同相比例放大器和反相比例放大器进行了深度和广度的评估。
我们了解到，同相比例放大器和反相比例放大器分别适用于不同类型的输入信号，并具有放大和滤波的功能。
它们在工业控制、通信系统、生物医学仪器、音频处理、信号放大等领域得到了广泛的应用。
个人观点和理解在我看来，同相比例放大器和反相比例放大器作为常见的放大器类型，具有各自独特的特点和应用场景。
在实际工程和科研中，选择合适的放大器类型对于系统的性能和稳定性至关重要。
同相输入和反相输入放大电路的其他应用
同相输入和反相输入
05
放大电路的实际案例
分析
同相输入和反相输入
05
放大电路的实际案例
分析
音频信号处理的同相输入放大电路案例
总结词
音频信号处理中，同相输入放大电路常用于提高信号的幅度，确保信号传输的稳定性和 清晰度。
详细描述
在音频信号处理中，同相输入放大电路通过放大音频信号的幅度，提高信号的信噪比， 从而确保音频传输的质量。这种放大电路广泛应用于音响设备、麦克风、录音设备等音
反相输入放大电路的定义和特点
定义
反相输入放大电路是指输入信号与输入端电位相反的放大电路。
特点
反相输入放大电路的输出信号与输入信号具有相反的相位，且电压增益为负值。 由于其具有高输出阻抗、低输入阻抗的特点，因此适用于电流跟随器和反向比 例放大器等应用。
同相输入和反相输入
02
放大电路的应用场景
同相输入和反相输入
性。
电路参数的调整
增益调整
根据需要调整运算放大器的增益， 以满足系统的放大需求。
带宽调整
根据系统带宽需求，调整运算放 大器的带宽，以确保信号的完整
性。
相位补偿
根据电路的稳定性需求，进行适 当的相位补偿，提高电路的稳定
性。
电路的稳定性考虑
电源抑制比
提高电源抑制比，减小电源波动对电路性能的影响。
共模抑制比
输出阻抗较高
反相输入放大电路的输出阻抗较高， 不利于提高电路的带负载能力。
反相输入放大电路的优点和缺点
输入阻抗较低
反相输入放大电路的输入阻抗较低， 可能会增加信号源的负担。
输出阻抗较高
反相输入放大电路的输出阻抗较高， 不利于提高电路的带负载能力。
同相与反相运算放大器的异同
同相与反相运算放大器的异同
同相与反相运算放大器是两种常见的放大器，它们在电路结构、增益和相位等方面存在一些差异。
1. 电路结构：同相运算放大器的一个输入端与输出端直接相连，而反相运算放大器的两个输入端之间没有直接连接。
2. 增益：同相运算放大器的增益通常比反相运算放大器的增益要高。
这是因为同相运算放大器的输出电压与输入电压之间存在一个加法关系，而反相运算放大器的输出电压与输入电压之间存在一个减法关系。
3. 相位：同相运算放大器输出电压的相位与输入电压的相位相同，而反相运算放大器输出电压的相位与输入电压的相位相反。
此外，同相与反相运算放大器在应用上也有所不同。
例如，同相运算放大器通常用于模拟信号放大、音频信号处理等需要高增益、高带宽的场合，而反相运算放大器则更多地应用于数字信号处理、开关电源控制等需要低噪声、低失真的场合。
总之，同相与反相运算放大器在电路结构、增益和相位等方面存在差异，需要根据具体的应用需求来选择合适的放大器类型。
同相比例运算电路公式
同相比例运算电路通常用于放大和处理信号。
它基于运放（放大器）来实现，并使用负反馈的原理。
下面是一个典型的同相比例运算电路的公式：
输出电压= 放大倍数×（输入电压-输入偏置）
其中，放大倍数表示放大器的增益，输入电压是输入信号的电压值，输入偏置是放大器的输入偏移电压（如果有）。
输出电压是经过放大并经过负反馈处理后的结果。
在具体设计同相比例运算电路时，可以根据需求选择合适的放大倍数和设置适当的输入偏置以获得所需的放大和处理效果。
这些参数将取决于具体的应用和设计要求。
请注意，在实际电路设计中，还需要考虑到放大器的性能指标（如增益带宽积、输入和输出电阻等）以及电源供应和偏置稳定性等因素。
运算放大器的同相输入端的含义
运算放大器的同相输入端的含义
运算放大器的同相输入端，通常称作输入端等效电路，指的是运算放大器的输入电路，由双输入组成，可容纳正负电压，该输入端可将外部电压信号放大。
在运算放大器的同相输入端，输入电压大于正电源的电压时，输出端为正；输入电压小于负电源的电压时，输出端为负。
同相输入端的结构可以分为两种形式：单片运算放大器（即只有一个输入端）和双片运算放大器（即同相输入端等效电路）。
同相输入端等效电路的工作原理为：将两个正负电压信号转换为单相输入信号，然后将此信号放大、示波器显示，最后可使电路输出信号通过示波器测量出来。
运算放大器的同相输入端电路有很多应用，可用于信号处理、滤波器、模糊控制、传感器信号处理、多用途频率转换等等。
同相输入端等效电路准确简洁，可使信号处理的准确性提高，用于许多场合。
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Vi2 ) =- (5Vi1 +Vi2 )
(5)
由对应关系可以得出：R3 =R2 =5R1 ，取R1 =2kΩ，则R3 =R2 =10kΩ；电阻R5 是起到平衡电 阻的作用，为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置并且消除静态基极电流对输出电 压的影响，其大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡，因此：
3. 实现方案
根据上面的方案比较，最后采用方案二来作为实现方案。实现过程中我们将用到以下 元器件，如表 1 所示。
表 1 元器件清单
元器件名称 直流电压源 万用表 滑动变阻器 电阻 电阻 电阻
规格 ±12V、5V
数量 1 1
元器件名称 运算放大器 面包板 导线 剪刀 镊子
规格 LF353
数量 1 1 若干 1 1
武汉理工大学《电子综合实训Ⅰ》说明书
武汉理工大学《电子综合实训Ⅰ》说明书
同相运算放大电路的设计
1. 技术指标
设计一种模拟信号的同相运算电路，其中包括加法、减法和反相比例等电路的运用， 要求能够实现函数(Vo =5Vi1 +Vi2 - 0.5Vi3 )的三路可调输入模拟信号的运算，测试并记录下各 节点的波形图。
1
(7)
+1V +12V
+12V
R5
1.4k
R7 U1:A
8
1 0.4k 5
U1:B
8
7
R1
2k 3 2
R4
1k
6 LF353
LF353
4
R2
10k
4
+5.48
Volts
R6
-12V
R3
10k
2k
-12V
R8
1k
+1V
图 2 方案二电路原理和仿真结果
2.3 方案三
此方案利用了差动放大电路和一个反向比例运算电路组成，电路原理及仿真结果如图 3 所示。 电路的第一级是差动输入模式， 这一部分电路是由运算放大器 U1： A、 R1 、 R2 、 R3 、 R4 、 R6 组成的。信号Vi1 和Vi2 是从运算放大器的同相输入端输入的，而Vi3 是从运算放大器的反 相输入端输入的，这样是为了实现Vo 1 =- (5Vi1 +Vi2 )+0.5Vi3 。第二级反相比例运算电路是不 具备放大功能的，这部分电路是由运算放大器 U1：B、R5 、R7 、R8 共同组成。它的作用是 将第一级输出的信号反相，即最终实现Vo =5Vi1 +Vi2 - 0.5Vi3 。 各部分元件参数确定过程如下： 根据第一级的差动输入电路可以得到如下关系式：
3296 1k 2k 10k
3 2 2 2
此方案是利用了两个 LF353 芯片构成的同相运算放大电路，电路原理图如图 4 所示。 在 U1：A 部分，利用的是反相比例求和电路，Vi1 和Vi2 为第一级运算电路信号的输入端， 可以看到信号是从运算放大器的反响端输入的。设输出端为Vo1 ，通过电阻R1 、R2 、R3 的比 例关系，实现的功能反相求和Vo 1 =- (5Vi1 +Vi2 ) ，在 U1：B 部分，Vi3 为作为第二级电路信
3、 撰写电子综合实训说明书： 封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期 任务书 目录（自动生成） 正文：1、技术指标；2、设计方案及其比较；3、实现方案； 4、调试过程及结论；5、心得体会；6、参考文献 成绩评定表 时间安排： 电子综合实训时间：19 周－20 周 19 周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩； 20 周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写电子综合实训说明书。 指导教师签名： 系主任（或负责老师）签名： 年 年 月 月 日 日
2. 设计方案及其比较
2.1 方案一
此方案是利用了 LF353 芯片构成的一个同相求和运算放大电路和一个求差运算放大电 路组成，电路原理图及仿真结果如图 1 所示。
R3
1k -12V
R4
5k +12V
R6
2k
U1:A
+1V 2
U1:B R5
1k 5 7 6 LF353
4
R1
1k
1 3
4
R2
5k
8
LF353
2 1
(12)
R4
500 +12V
R7
+12V 1k
R3
+1V
6.5k 3
U1:A
8
5 1 2 LF353
U1:B
8
R1
+1V
650
R5
2k
7 6
4
LF353
4
+5.47
Volts
R2+1V3.25 Nhomakorabea -12V
R6
3.25k
-12V
R8
2k
图 3 方案三电路原理及仿真结果
3
武汉理工大学《电子综合实训Ⅰ》说明书
2
武汉理工大学《电子综合实训Ⅰ》说明书
R5 =R1 //R2 //R3 ，所以R5 ≈1.4kΩ。对于第二级运算放大电路，根据虚短和虚断原理有： Vo =- (Vo 1 +0.5Vi3 )=- (R8 Vo 1 + R8 Vi3 )
4 6
R
R
(6)
有对应关系可以得出： R8 =R4 = 2 R6 这里取R4 =1kΩ，则有R8 =1k；R6 =2kΩ。电阻R7 和R5 的作用是一样的，因此有 R7 =R4 //R6 //R8 ，即R7 ≈0.4kΩ。
1
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元件参数确定如下： 在第一级同相求和比例运算放大电路： 由虚短、虚断和 N 点的 KCL 得：
Vo 1 - Vp
{ 由此可以推导出关系式：
R4 R1
= Rp
3
V
Vi1 - Vp
=
Vi2 - Vp R2
(1)
Vo 1 = (1+ R8 ) ∙ (R +R ) ∙(R2 ∙Vi1 +R1 ∙Vi2 )
学
号：
0121214420223
电子综合实训
题 学 专 班 姓
目 院 业 级 名
同相运算放大电路的设计 理学院 电子信息科学与技术 1202 班 任洪运 贾信庭
指导教师
2014 年
01 月
15 日
电子综合实训任务书
学生姓名： 指导老师： 任洪运 贾信庭 专业班级：电子信息科学与技术 1202 工作单位：武汉理工大学理学院
+
Vi2 - Vn R2
Vi3 = R
R1 //R2
1 //R2 +R7
Vo 2
(10)
即：
Vo 2 = (
R4 ∙( R1 //R2 +R6 ) ∙Vi3 R1 //R2 ) ∙( R3 +R4 )
(11)
所以有对应关系可以得到：R2 =R6 =5R1 ；这里取R1 =650Ω，则R2 =R6 =3.25kΩ； 因为本方案采用了差动放大电路，为了更好地抑制共模信号，提高共模抑制比，可由 上面的关系式推导出： R1 //R2 //R6 =R3 //R4 ， 从而得到关系： R3 =10R1 、 R3 =13R4 ， 因此R3 =6.5kΩ， R4 =500Ω；对于方向比例运算电路，由于它不具备放大功能，所以可以得出 R5 =R8 ，这里取 R5 =2kΩ，则R 8 =2kΩ；电阻R7 的作用是起到平衡电阻的作用，防止偏流引起附加的电压， 其阻值应为电阻R5 和R8 并联的值，即： R7 =R5 //R8 = R5 =1kΩ
8
+5.54
Volts
+12V +1V
R7
+1V
2k
-12V
R8
1k
图 1 方案一原理图及仿真结果 第一级同相求和比例运算放大电路是由运算放大器 U1：A、电阻R1 、R2 、R3 、R4 共同 组成， 可实现功能是Vo 1 =5Vi1 +Vi2 ； 第二级同相求差比例运算放大电路是由运算放大器 U1： B、电阻 R5 、R6 、R7 、R8 共同组成，其目的是实现Vo =Vo 1 -0.5Vi3 。通过以上两部分即可实现 实验要求的Vo =5Vi1 +Vi2 - 0.5Vi3 。
2
+1V
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Vo 1 =- (R6 ∙Vi1 + R6 ∙Vi2 ) +Vo 2
1 2
R
R
(8)
根据虚短、虚断原理，可以得到下式： Vp =Vn Vp = R { 因此：
R4 R3 +R4 Vi1 - Vn R1 R4
3 +R4
∙Vi3 =
Vo 2 - Vn R6
(9)
(3)
{ 由此可以推导出：
Vp =Vn
6 Vo = (1+ R8 ) ∙ (1+R 7
R
R ⁄R5 R ) ∙Vo 1 - R8 ⁄ R 6 5 7 1 2
Vi3
(4)
又因为Vo =Vo 1 - 0.5Vi3 ，可以得出关系式R6 =2R5 、R8 = R7 ；这里取R5 =R8 =1kΩ；则 R6 =R7 =2kΩ。
2.2 方案二
此方案是利用了两个 LF353 芯片构成的反相求和运算放大电路，电路原理和仿真结果 如图 2 所示。在 U1：A 部分，利用的是反相比例求和电路，Vi1 和Vi2 为第一级运算电路的 输入端， 设输出端为Vo 1 ，实现的功能是令 Vo 1 =-(5Vi1 +Vi2 ) ，在 U1：B 部分，Vi3 为输入端， 此部分仍然利用的是反向比例求和电路，目的是实现Vo =5Vi1 +Vi2 - 0.5Vi3 。 元件参数确定如下： 对于第一级运算放大电路，根据虚短和虚断原理有: Vo 1 =- ( 3 Vi1 +