集成运放在电路中的应用

R2
求和运算电路
R1
1.反相输入求和电路 ui1
ui2 R2
R' R1 // R2 // RF
RF
_
uo
A+
+
R’
实际应用时，可适当增加或减少输入端的个 数，以适应不同的需要。
R1
ui1
i1
ui2
R2
i2
A if
RF
_
B A+
+
R’
u u 0
i1 i2 if
uo
uo
( RF R1
ui1
ui2 )
RF R21
ui1
RF R22
ui 2
注意：同相求和电路的各输入信号的放大倍数互相影 响，不能单独调整。
R1
ui1 R21 ui2 R22
RF
_ A+
+
R´
左图也是同相求和运算 电路，如何求同相输入 端的电位？ uo
提示：
1. 虚断：流入同相端的电 流为0。
2. 叠加定理求u+ 。
3. 双端求和运算电路
ii
R1
u
_ A+
uo
R2 u +
反相比例运算电路
ui
R1 R2
u
_ A+
uo
ii
u +
同相比例运算电路
RF
ui R1 ui '
_ A+
uo
+
R1' RF '
差动比例运算电路
（1）都引入了负反馈，因 此运放工作在线性区，有 虚短，虚断的特点 ；反相 比例运算电路存在虚地现 象，uic=0。
比例运算电路小结
R
R1
uo2
R2
– uo
+ A3 +
R2
• 三运放电路是差动放大器，放大倍数可调。 • 由于输入均在同相端，因此电路的输入电阻高。
例1：由三运放放大器组成的温度测量电路。
V=+5V
R
R
ui1
+ _
A1
+
ui
R
Rt
_
+ A2 +
ui2
Rt ：热敏电阻
R R1 RW R R1
R2
_ uo
+ A3+
RF R1
0
比例运算电路小结
RF
ui
ii
R1
u
_ A+
R2 u +
反相比例运算电路
RF
ui R1
ui '
_ A+
uo
+
R1' RF '
差动比例运算电路
RF
ui
R1 R2
u
u
_ A+
+
uo
同相比例运算电路
（3）Rif
反相：
Rif
ui ii
R1
同相：
Rif
ui ii
三运放电路
ui1 ii1
+ A1 +
ui
R1
u
_ A+
uo
ui加在反相输入端。
R2 u +
(2) 参数计算
虚短： u u
虚地 if
RF
虚断：u iR2 0
ii
u u 0
虚断： ii= if
ui
R1
u
i
_ A+
uo
ui uo
R1
RF
R2 u +
Auf
uo ui
RF R1
Rif
ui ii
R1
uo和ui 反相
(3) 特点
② R2= R1 // RF
（2）参数计算
ui
u ui
虚断
R1
R2 ii
_
uo
A+
+
u
R1 R1 RF
uo
u u
虚短
ui Rif
R1
Ru1Ri Fuo
ii
Auf
uo ui
1
RF R1
(3) 特点
① uic＝ ui≠ 0，对KCMR要求高。
②
Auf
1
RF R1
uo与 ui 同相。 RF
③ Rif＝∞
R1
ui
R2
ii
_
uo
A+
+
R1
ui
R2
ui
RF
_ A+
+
_ A+
+
uo
Auf
uo ui
1
RF R1
uo u u ui
电压跟随器
uo
作用与射极输出器
相同，但电压跟随性能
更好。
3. 差动比例运算电路
RF
R1 R1 RF RF 设 ui uo1
R1 ui
_ A + uo
uo1
2R RW RW
( ui2
ui1
)
uo1 R1
R2
–
+ A3 +
uo2 uo1
uo
2R RW RW
(ui2
ui1 )
R1
R2
uo2
uo
R2 R1
(uo2
uo1 )
uo
R2 R1
(1
2R RW
)
(
ui2
ui1 )
ui1 ii1
+ Leabharlann Baidu1 +
–
ui2 ii2 + A2 +
uo1
R
R1
a
RW b
RF R2
ui2 )
调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响 其他路输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。
2. 同相输入求和电路
R1 // RF R21 // R22
电路特点：
ui1
无虚地，uic≠0
ui2
R1
RF
R21
uo
A+
+
R22
实际应用时,可根据需要，适当增加或减少输 入端的个数。
u i _
∞
u
i
A+ +
Rid
i i 0
uo
虚断
对于运放工作在 线性区的应用电路，虚短和虚断 是分析其输入信号和输出信号关系的两个基本出发点。
基本运算电路
比例运算电路
作用：将输入信号按比例放大。
类型：
反相比例
根据输入信号接法
同相比例
差分比例
比例运算电路
1. 反相比例运算电路
RF
(1)电路
i2 RF
RF
ui
ii
R1
_ u A
+
uo
R2 u +
反相比例运算电路
ui
R1 R2
u
_ A+
uo
ii
u +
同相比例运算电路
RF
ui R1 ui '
_ A+
uo
+
R1' RF '
差动比例运算电路
（2）Auf
反相：
Auf
uo ui
RF R1
0
同相：
Auf
uo ui
1
RF R1
1
差动： Auf
uo ui ui
R1
ui1 R21 ui2 R22
RF
_ A+
+
此电路如果以 u+ 为输入 ， uo 则输出为：
uo
(1
RF R1
)u
流入运放输入端的电流为0（虚断）
u
R22 R21 R22
ui1
R21 R21 R22
ui2
uo
(1
RF )( R22 R1 R21 R22
ui1
R21 R21 R22
① 虚地，uic=0，对KCMR要求低。if
RF
②
Auf
uo ui
RF R1
ii
uo与 ui 反相。 ui
R1
_ uo A+
③ Rif不大（＝R1）。
+
R2
R2 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。
2. 同相比例运算电路
RF
（1） 电路
① ui接到同相输入端。
R1
R5
ui1
ui2
R2
R3 ui3
_
uo
A+
+
ui4
R4
R6 R1 // R2 // R5 R3 // R4 // R6
–
ui2 ii2 + A2 +
仪表放大器
uo1
R
R1
a
RW b
R
R1
uo2
R2
–
+ A3 +
uo
R2
虚短：
ui1
+
uo1
ua ui1 ub ui2
A1 +
R
虚断：
a
uo1 uo2 ua ub
IRW
RW IR
b
2R RW RW ui1 ui2
RW
– R
ui2
+ A2 +
uo2
uo2 uo1
RF R1
ui
ui '
+
R1' RF '
设 ui ' uo2
u
uo2 uo
(1
RF R1
)u
uo1 uo2
RF
R1
(
R' F
R1' RF'
ui ui ' )
u' i
uo2
RF R1
ui '
电路的输出电压与两输入电压之差成正比，实现了
差动比例运算。
比例运算电路小结
i2 RF
RF
ui