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
比例放大电路的设计_2
151实验三 比例放大电路的设计一．实验目的1．掌握集成运放线性应用电路的设计方法。
2．掌握电路的安装、调试与电路性能指标的测试方法。
二．预习要求1．根据给出的指标，设计电路并计算电路的有关参数。
2．画出标有元件值的电路图，制定出实验方案，选择实验仪器设备。
3．写出预习报告三. 比例放大电路的特点、设计与调试（一）．反相比例放大电路 1．反相比例放大电路的特点 U 由运算放大器组成的反相比例放大电 U o 路如图1所示。
根据集成运算放大器的基本原理，反 相比例放大电路的闭环特性为：闭环电压增益：1R R A fuf -= （1） 图1 反相比例放大器输入电阻 1R R if = （2）输出电阻 01≈+=uoo of KA R R （3） 其中： A uo 为运放的开环电压增益，f R R R K +=11 环路带宽 f uo o f R R A BW BW 1⋅⋅= （4） 其中：BW o 为运放的开环带宽。
最佳反馈电阻 K R R R o id f 2⋅==2)1(uf o id A R R -⋅ （5） 上式中：R id 为运放的差模输入电阻，R o 为运放的输出电阻。
平衡电阻 f P R R R //1= （6）从以上公式可以看出，由运算放大器组成的反相输入比例放大电路具有以下特性：（1）在深度负反馈的情况下工作时，电路的放大倍数仅由外接电阻R 1和 R f 的值决定。
（2）由于同相端接地，故反相端的电位为“虚地”，因此，对前级信号源来说，其负载不是运放本身的输入电阻，而是电路的闭环输入电阻R 1。
由于R if = R 1，因此反相比例放大电152路只适用于信号源对负载电阻要求不高的场合（小于500k Ω）（3）在深度负反馈的情况下，运放的输出电阻很小。
2．反相比例放大电路的设计反相比例放大电路的设计，就是根据给定的性能指标，计算并确定运算放大器的各项参数以及外电路的元件参数。
例如，要设计一个反相比例放大电路，性能指标和已知条件如下：闭环电压增益A uf ，闭环带宽BW f ，闭环输入电阻R if ，最小输入信号U Imin ，最大输出电压U Omax ，负载电阻R L ，工作温度范围。
反相比例放大电路精讲
uo Rf 电压放大倍数: A ui R1
uo ui R1 Rf
2 电路图
ห้องสมุดไป่ตู้
3 输出波形图
关于电路的注意事项：
(1)同相输入端通常通过电阻R2接地 , R2是一静态平衡 电阻，即在静态时（输入信号ui＝0）,两个输入端对地的 等效电阻要相等，达到平衡状态。其作用是消除静态基极 电流对输出电压的影响。因此：R2＝R1//RF。 (2)设ui为正，则uo为负，此时反相输入端的电位高于输 出端的电位，输入电流i1和反馈电流if的实际方向即如图 中所示，差值电流id＝i1－if，即if削弱了净输入电流 (差值电流)，故为负反馈。反馈电流if取自输出电压uo， 并与之成正比，故为电压反馈。反馈信号在输入端是以电 流的形式出现的，它与输入信号并联，故为并联反馈。因 此，反相比例运算电路是一个并联电压负反馈电路 。
反相放大器的原理
1 反相比例运算 2 电路图 3 输出波形图
集成运算放大器构成的运算电路
1 比例运算电路
一. 反相比例运算
虚地点
if
Rf
判断方法：
把放大器看成理想放大器， 根据它的电压传输特性，可 以利用虚短和虚断的方法
ui
R1 i1
u－ u+
－ ∞ A + +
uo
u+ =0 u－=u+=0（虚地）
总结
集成运放可以构成加法、减法、积分、微分、对 数和反对数等多种运算电路。在这些电路中，均 存在深度负反馈。因此，运放工作在线性放大状 态。这时可以使用理想运放模型对电路进行分析， “虚短”和“虚断”的概念是电路分析的有力工 具。
The End Thanks
信号放大电路实验一
评分：测控电路实验实验报告实验名称：测控电路实验报告实验班级：测控10-2*名：***学号：***********指导教师：***实验一 信号放大电路实验一、实验目的1．研究由集成运算放大器组成的基本放大电路的功能。
2．了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。
二、实验原理集成运算放大器是一种具有电压放大倍数高的直接耦合多级放大电路。
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，可以组成反相比例放大器，同相比例放大器，电压跟随器，同相交流放大器，自举组合电路，双运放高共模抑制比放大电路，三运放高共模抑制比放大电路等。
理想运算放大器的特性：在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件（如表2-1所示）的运算放大器称为理想运放。
开环电压增益输入阻抗 输出阻抗 带宽 A ud =∞r i =∞r o =0f BW =∞失调与漂移均为零等。
理想运放在线性应用时的两个重要特性：（1）输出电压U O 与输入电压之间满足关系式：U 0=A ud (U +-U -)，而U 0为有限值，因此，(U +-U -)=0，即U +=U -，称为“虚短”。
（2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即称为“虚断”。
这说明运放对其前级吸取电流极小。
以上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。
1．基本放大电路： 1）反向比例放大器电路如图2-1所示。
对理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：i 1FO U R R U -=，为了减少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 2=R 1∥R F图2-1 反向比例放大器 图2-2 同相比例放大器 2）同相比例放大器电路如图2-2所示。
对理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：i 1F O )U R R1(U +=，其中R 2= R 1∥R F 。
反相比例放大电路
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。
集成运算放大器的运用.pptx
度系数的热敏电阻RT,也可消除UT =kT/q引 起的温度漂移，实现温度稳定性良好的对数
运算关系。
第25页/共54页
•
二、反对数(指数)
•
指数运算是对数的逆运算，在电路结构上只要将对数运算器的电阻和
晶体管位置调换一下即可，如图7.1.16所示。
uBE
uo Rif RiC RISe UT
uBE ui
第7页/共54页
• 7.1.2
(Adder)
•1.反相输入求和电路 (Inver ting Adder)
•（ 1 ） 电 路 如 图 7 . 1 . 4 所 示 。 •直 流 平 衡 电 阻 ：
if Rf
R1 i1
ui1
i2 i-
ui2
-
RP R1 R2 R3 R f
R2
i+ +
+
uo
R3
（2）关系式：
图7.1.4 反相求和运算电路
因为反相端“虚地”(Virtual Ground)，
i1 i2 i f
ui1 ui2 uo
R1 R2
Rf
uo
Rf R1
ui1
Rf R2
ui 2
第8页/共54页
若 R1 R2 R
则
uo
Rf R
(ui1 ui2 )
例1：利用集成运放实现以下求和运算关系：
反向饱和电流的影响，RT是热敏电阻，用以补偿UT引起的温度漂移。由图
可见:
uo
(1
R3 R2 RT
)u A
uA
u BE 2
uBE1
UT
ln
ic 2 IS2
UT
ln
ic1 IS1
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。
同相比例放大器与反相比例放大器之间的优缺点
同相比例放大器和反相比例放大器之间的优缺点如下：
- 同相比例放大器的最大的优点就是输入阻抗接近无穷大，常常作为电压跟随器使用，进行隔离。
- 反相比例放大器的最大的优点是输入端的正反相电位差接近为0，只存在差模信号，抗干扰能力强。
- 同相比例放大器的最大缺点是输入没有“虚地”，存在较大的共模电压，抗干扰的能力较差，使用时，要求运放有较高的共模抑制比。
另一个小缺点就是放大倍数只能大于1。
- 反相比例放大器的最大缺点是输入的阻抗很小，等于信号输入端的串联电阻阻值。
- 同相运算放大电路，引入的电压串联负反馈。
反相运算放大电路，引入的电压并联负反馈。
- 同相和反相的输出电阻都基本为0。
因为引入了深度电压负反馈。
- 共同遵循“虚断”，“虚地”分析规则，也是电路的分析的手段。
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。
同相比例与反相比例放大器
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。
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R1加至运放的反相输入端，输出电压vo 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 0为平衡电阻应满足 R 0= R1//Rf 。
利用虚短和虚断的概念进行分析，vI=0 , vN=0 , iII=0,则 一 '?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 • vN= vP ，而vP=0，反相端N 没有真正接地，故称虚地点。
二、同相比例运算电路图1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，信号电压通过电阻也1一乃1%7【二卩170& 咫 &图1加法运算电路RS 加到运放的同相输入端，输出电压 vo 通过电阻R1和Rf 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 vN= vP= vS ， i1= 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vN= 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vS1、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vI=0,反相端为虚地。
利用 vI=0, vN=0和反相端输入电流iI=0的概念，则有由此得出尺丄出戈O ——II若R1= R2= Rf，则上式变为-vO= vS1+ vS2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。
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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。