运算放大器信号运算电路+加法器+减法器等
减法器、加法器、倍乘器、反相器、积分器、微分器的运算特点
减法器、加法器、倍乘器、反相器、积分器、微分器的运算特点1. 引言1.1 概述减法器、加法器、倍乘器、反相器、积分器和微分器是数字电路中常用的基本运算单元。
它们在各种电子设备和系统中扮演着重要的角色。
这些运算特点的详细了解对于理解数字电路的工作原理以及设计和应用具有重要意义。
1.2 文章结构本文将从六个方面详细介绍减法器、加法器、倍乘器、反相器、积分器和微分器的运算特点。
首先，我们将介绍每个运算特点的原理，包括其工作原理和数学模型。
然后，我们将讨论它们各自的功能与用途，以及它们在不同领域中的实际应用案例。
最后，我们将进行对比分析，并展望未来关于这些运算特点的发展方向。
1.3 目的本文旨在全面介绍减法器、加法器、倍乘器、反相器、积分器和微分器的运算特点，并探讨它们在实际应用中起到的作用。
通过深入了解这些运算特点，读者可以更好地理解数字电路的基础知识，并能够灵活运用它们进行信息处理和信号处理。
此外，本文还将展望这些运算特点未来的发展方向，为读者提供了进一步研究和应用的参考依据。
2. 减法器的运算特点减法器是一种常见的数字电路，用于实现数字信号的减法运算。
本节将首先介绍减法器的基本原理，包括其电路结构和工作方式。
然后，我们将详细讨论减法器的功能与用途，以及在实际中广泛应用的案例。
2.1 原理介绍减法器是由数个逻辑门组成的电路，在输入端接收两个二进制数作为操作数，并输出它们的差值。
它采用补码运算进行计算，通过对被减数取反并加上减数进行补码相加来得到结果。
通常使用二进制加法器结构实现。
2.2 功能与用途减法器主要功能是进行数字信号的减法运算。
在数字电子领域中，大量应用了减法器来实现不同功能模块——如比较、编码、解码、数据处理和控制等，在计算机系统、通信设备、图像处理和音频处理等领域有着广泛应用。
2.3 实际应用案例减法器在很多领域中都有实际应用。
例如，在计算机的算术逻辑单元(ALU)中，减法器用于进行整数和浮点数的减法计算。
加法运算和减法运算电路
=8V
12
例：由三运放放大器组成的温度测量电路。
E=+5V
R
R
R
Rt
+ A1 +
ui
_
+ A2 +
R R1 RW R R1
R2
+ A3 +
uo
R2
Rt ：热敏电阻
集成化:仪表放大器
13
E=+5V
R
R
R
Rt
+ A1 +
ui _
+ A2 +
R R1 RW R R1
R2
+ A3 +
uo
R2
Rt f (TC)
( RP2 // R RP1 RP 2 //
R ui1
RP
RP1 // R 2 RP1 //
R
ui
2
)
(R1 Rf )Rf R1 R f
( RP1
//
RP 2
//
R)(
ui1 RP1
ui 2 ) RP 2
将RP= RN的条件代入可得：
uo
Rf
( ui1 RP1
ui 2 RP 2
)
在RP1=
RP2
ui1
可以变为：
uo ui2 ui1
反相输入结构的减法电路，由于出现虚地，放大电路没
有共模信号，故允许 ui1 、ui2 的共模电压范围较大，且输
入阻抗较低。在电路中，为减小温漂提高运算精度，同相端
须加接平衡电阻。
4
6.2.2 减法运算电路
1、差动减法器
由Ui1产生的输出电压为：
uo
Rf R1
运算电路知识点总结
运算电路知识点总结1. 运算电路的基本概念运算电路是一种用来进行数学运算的电路，它可以对输入的信号进行加法、减法、乘法、除法等各种运算处理，并输出相应的结果。
在实际应用中，运算电路被广泛用于模拟电子学、数字信号处理、控制系统等领域。
2. 运算电路的分类根据运算电路的不同功能和特点，可以将其分为模拟运算电路和数字运算电路。
模拟运算电路主要用于处理连续变化的模拟信号，包括运算放大器、模拟乘法器、模拟积分器等；而数字运算电路则用于处理离散的数字信号，包括加法器、减法器、乘法器、除法器等。
3. 运算放大器运算放大器是一种特殊的放大器电路，它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、大共模抑制比等特点，广泛应用于模拟运算电路中。
运算放大器的基本工作原理是利用反馈网络来调节输出信号，使得输入信号与输出信号之间的关系满足某种特定的数学运算关系。
4. 运算放大器的基本电路运算放大器的基本电路包括反馈电路、输入电阻、输出电阻等组成。
其中，反馈电路根据其类型不同可以分为正反馈和负反馈两种，分别对应于比较器和放大器两种基本功能。
5. 运算放大器的应用运算放大器在模拟运算电路中有着广泛的应用，包括信号放大、滤波、积分、微分、求和等各种功能。
在实际工程中，运算放大器还可以应用于电压比较、电压跟随、电流源、隔离等各种应用场景。
6. 数字运算电路数字运算电路是一种用于处理数字信号的电路，它可以对不同的数字信号进行加法、减法、乘法、除法等运算处理，并输出对应的数字结果。
在数字信号处理、计算机系统、通信系统等领域都有着广泛应用。
7. 数字加法器数字加法器是一种专门用于进行数字加法运算的电路，它可以对两个或多个数字信号进行加法处理，并输出对应的加法结果。
在计算机系统、通信系统等领域都需要用到数字加法器来实现各种加法运算。
8. 数字减法器数字减法器是一种专门用于进行数字减法运算的电路，它可以对两个数字信号进行减法处理，并输出对应的减法结果。
运算放大器电路的分析
第五章 含运算放大器的电路的分析◆ 重点：1、运放的传输特性2、比例器、加法器、减法器、跟随器等运算电路3、含理想运放的运算电路的分析计算◆ 难点：1、熟练计算含理想运放的思路5.1 运放的电路模型5.1.1 运放的符号运放是具有高放大倍数的直接耦合放大电路组成的半导体多端实际元件。
而在本章中，所讲到“运放”，是指实际运放的电路模型——一种四端元件。
其符号为+u-_o+ _图5-1 运放的符号在新国标中，运放及理想运放的符号分别为图5-2 运放的新国标符号5.1.2 运放的简介一、同相与反相输入端运放符号中的“+”、“-”表示运放的同相输入端和反相输入端，即当输入电压加在同相输入端和公共端之间时，输出电压和输入电压两者的实际方向相对于公共端来说相同；反之，当输入电压加在反相输入端和公共端之间时，输出电压和输入电压两者的实际方向相对于公共端来说相反。
其意义并不是电压的参考方向。
二、公共端在运放中，公共端往往取定为接地端——电位为零，实际中，电子线路中的接地端常常取多条支路的汇合点、仪器的底座或机壳等，输入电压、输出电压都以之为参考点。
有时，电路中并不画出该接地端，但计算时要注意它始终存在。
5.1.3运放的输入输出关系一、运放输入输出关系曲线在运放的输入端分别同时加上输入电压+u和-u（即差动输入电压为du）时，则其输出电压u o为uouAuuAu=-=-+)(d图5-3 运放输入输出关系曲线实际上，运放是一种单向器件，即输出电压受输入电压的控制，而输入电压并不受输出电压的控制。
由其输入输出关系可以看出，运放的线性放大部分很窄，当输入电压很小时，运放的工作状态就已经进入了饱和区，输出值开始保持不变。
二、运放的模型au-uou+图5-4 运放的电路模型由运放的这一模型，我们可以通过将运放等效为一个含有受控源的电路，从而进行分析计算。
例：参见书中P140所示的反相比例器。
（学生自学）5.1.4有关的说明在电子技术中，运放可以用于1．信号的运算——如比例、加法、减法、积分、微分等2．信号的处理——如有源滤波、采样保持、电压比较等3．波形的产生——矩形波、锯齿波、三角波等4．信号的测量——主要用于测量信号的放大5.2 具理想运放的电路分析5.2.1 含理想运放的电路分析基础所谓“理想运放”，是指图中模型的电阻R in、R0为零，A为无穷大的情况。
基本运算电路
基本运算电路基本运算电路是电子电路中常见的一种电路结构，用于实现基本的数学运算和逻辑运算。
它由若干个元件组成，通过这些元件之间的连接和相互作用，完成特定的运算功能。
基本运算电路包括加法器、减法器、乘法器、除法器、与门、或门、非门等，它们是数字电子系统的基础，广泛应用于计算机、通信设备、控制系统等各个领域。
加法器是基本运算电路中最基本的一种，用于实现数字的加法运算。
它由若干个输入端和一个输出端组成，通过输入端输入待相加的数字信号，经过电路内部的运算处理，最终在输出端得到加法运算的结果。
加法器的设计原理是将两个数字进行逐位相加，并考虑进位的情况，以确保计算结果的正确性。
减法器和加法器相似，也用于实现数字的减法运算。
它通过将减法运算转换为加法运算的方式来实现，即将被减数取反并加1，然后与减数进行加法运算，最终得到减法运算的结果。
减法器在数字电子系统中有着广泛的应用，是实现数字信号处理的重要组成部分。
乘法器用于实现数字的乘法运算，是一种复杂的基本运算电路。
它通过将乘法运算转换为多次的加法运算来实现，即将被乘数分解为若干个部分，并分别与乘数相乘，然后将这些部分的乘积进行累加，最终得到乘法运算的结果。
乘法器在数字信号处理和计算机中都有着重要的应用，是实现高效计算的关键组成部分。
除法器用于实现数字的除法运算，是基本运算电路中最复杂的一种。
它通过多次的减法运算和比较来实现，即将被除数循环减去除数，直到被除数小于除数为止，然后统计减法的次数，最终得到除法运算的商和余数。
除法器在数字信号处理和通信系统中有着重要的应用，是实现高精度计算的关键组成部分。
与门、或门、非门是基本的逻辑运算电路，用于实现逻辑运算和判断。
与门用于实现逻辑与运算，即只有当所有输入信号均为高电平时，输出信号才为高电平；或门用于实现逻辑或运算，即只要有一个输入信号为高电平，输出信号就为高电平；非门用于实现逻辑非运算，即对输入信号取反，输出信号与输入信号相反。
基本运算电路知识点总结
基本运算电路知识点总结一、基本运算电路的概念基本运算电路是指用来进行基本算术运算的电子电路。
它包括加法器、减法器、乘法器及除法器等。
它们是数字逻辑电路中的重要组成部分，用于实现数字信号的处理和运算。
在数字系统中，基本运算电路是实现数字信号加、减、乘、除等运算的基础，在数字系统中起着重要的作用。
下面将对基本运算电路的知识点进行详细总结。
二、加法器1. 概念加法器是一种用来实现数字信号加法运算的电路。
它将两个输入信号进行加法计算，得到一个输出信号。
加法器是数字逻辑电路中的基本组成部分，用于实现数字信号的加法运算。
2. 类型加法器包括半加器、全加器、并行加法器等不同类型。
其中，半加器用来对两个二进制数的最低位进行相加，得到一个部分和和一个进位；全加器用来对两个二进制数的一个位和一个进位进行相加，得到一个部分和和一个进位；而并行加法器则是将多个全加器连接起来，实现对多位二进制数的加法计算。
3. 原理以全加器为例，它由三个输入和两个输出组成。
其中，三个输入分别是两个待相加的二进制数对应位上的值和上一位的进位，而两个输出分别是当前位的部分和和进位。
全加器的原理是通过对三个输入进行逻辑门运算，得到当前位的部分和和进位。
4. 应用加法器广泛应用于数字系统中，包括计算机、数字信号处理系统、通信系统等。
在计算机中，加法器用来进行寄存器之间的运算，对数据进行加法操作；在通信系统中，加法器用来进行数字信号的处理，对数字信号进行加法运算。
三、减法器1. 概念减法器是一种用来实现数字信号减法运算的电路。
它将两个输入信号进行减法计算，得到一个输出信号。
减法器是数字逻辑电路中的基本组成部分，用于实现数字信号的减法运算。
2. 类型减法器包括半减器和全减器两种不同类型。
其中，半减器用来对两个二进制数的最低位进行相减，得到一个部分差和一个借位；全减器用来对两个二进制数的一个位和一个借位进行相减，得到一个部分差和一个借位。
3. 原理以全减器为例，它由三个输入和两个输出组成。
认识加法器减法器和放大器
认识加法器减法器和放大器1、加法器
加法器分为同相加法器和反相加法器。
a）同相加法器电路图如下所示：
其输出电压的计算公式：
b）反相加法器电路图如下所示：
其输出电压的计算公式：
2、减法器
减法器有两种：一种是先对输入信号实现反相，然后再做加法运算；另一种是直接利用差分电路实现a）输入信号实现反相实现减法器
b）差分电路实现减法器
其计算输出电压的公式如下：
3、放大器
放大器又分为同相放大器、反相放大器和差分放大器。
a）同相放大器
其电路图如下：
其输出计算公式如下：
b）反相放大器
其电路图如下：
其输出计算公式如下：
c）差分放大器
差分放大器又分为单运差分放大器和三运差分放大器。
1、单运差分放大器
其电路图如下：
其输出计算公式如下：
2、三运差分放大器
其电路图如下：
其输出计算公式如下：
备注：以上我们可以设置平衡电阻的阻值为10KΩ。
平衡电阻就是诸如加法器电路中的R3电阻。
减法运算电路
积件 4-1-3-2：加减运算放大的仿真研究
2） 同相加法运算电路
图4-11 同相加法运算电路
积件 4-1-3-2：加减运算放大的仿真研究
（2）减法运算电路
图 412 减 法 运 算 电 路
积件 4-1-3-2：加减运算放大的仿真研究
二、其它方面的应用
1．电压比较器 （1）基本电路
图4-13 电压比较器
积件 4-1-3-2：加减运算放大的仿真研究
作业： 1、画出集成运放电路组成的加法器、 减法器电路图。并证明输入电压与输出 电压的关系式。 2、画出输出电压Uo与输入电压Ui符合 下列关系的运放电路图；（1） Uo/Ui=-1；（2）Uo/Ui=15；（3） Uo/（Ui1+Ui2+Ui3）=-20。
加减运算放大的仿真研究一集成运放的线性应用二运算电路1加法运算电路反相加法运算电路图410反相加法运算电路电路输出电压
积件 4-1-3-2：加减运算放大的仿真研究
一、集成运放的线性应用
（二）运算电路
1．加法运算电路和减法运算电路
（1）加法运算电路 1） 反相加法运算电路
图4-10 反相加法运算电路
电路输出电压： uO [( Rf / R1 )uI1 (Rf / R2 )uI2 ]
积件 4-1-3-2：加减运算放大的仿真研究
可见，输出电压与输入电压反相，且uo是两输入信号加权后的负值相加，故称反相
加法器。
若取， R1 R2 则
uO (Rf / R1 )(uI1 uI2 )
若取，Rf R1 R2 则， uO (uI1 uI2 )
电路成为反相加法器。
积件 4-1-3-2：加减运算放大的仿真研究
运放加减法电路
运放加减法电路1. 引言•对运放加减法电路进行介绍和定义2. 运放的基本原理2.1 运放的定义和结构•详细解释运放的定义和结构 ### 2.2 运放的输入和输出特性•对运放的输入输出特性进行介绍和分析 ### 2.3 运放的运算功能•运放可以实现哪些基本运算功能？ ### 2.4 运放的反馈方式•探讨运放的反馈方式对电路性能的影响3. 运放加法电路设计3.1 加法器的概念和原理•对加法器的概念和原理进行详细解释 ### 3.2 使用运放实现加法器•介绍如何使用运放构建加法器电路 ### 3.3 加法器电路的设计步骤•分步骤讲解加法器电路的设计过程4. 运放减法电路设计4.1 减法器的概念和原理•对减法器的概念和原理进行详细解释 ### 4.2 使用运放实现减法器•介绍如何使用运放构建减法器电路 ### 4.3 减法器电路的设计步骤•分步骤讲解减法器电路的设计过程5. 运放加减法电路的应用5.1 加法器的应用•分析加法器在实际电路中的应用场景 ### 5.2 减法器的应用•分析减法器在实际电路中的应用场景 ### 5.3 加减法器的应用•探讨加减法器在实际电路中的应用，如数字电路中的运算器6. 运放加减法电路的性能分析6.1 噪声分析•分析运放加减法电路中的噪声问题及其解决方法 ### 6.2 偏置电流和偏置电压分析•分析运放加减法电路中的偏置电流和偏置电压对电路性能的影响，并提出应对措施 ### 6.3 带宽分析•分析运放加减法电路的带宽限制和其对电路性能的影响7. 结论•对运放加减法电路的设计与应用进行总结和归纳参考文献•[1] 张三, 王五. 运放电路设计与应用. 电子出版社, 2020.•[2] 李四, 赵六. 运放电路的基本原理. 电子技术杂志, 2018.。
运算放大器基本电路大全
运算放大器基本电路大全我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集，但是这些应用都建立在双电源的基础上，很多时候，电路的设计者必须用单电源供电，但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。
在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心，设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。
1．1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚，一般在资料中，它们的标识是VCC＋和VCC－，但是有些时候它们的标识是VCC＋和GND。
这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。
但是，这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。
在运放不是按默认电压供电的时候，需要参考运放的数据手册，特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。
绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器，比如图一左边的那个电路，一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。
一般是正负15V，正负12V和正负5V也是经常使用的。
输入电压和输出电压都是参考地给出的，还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。
单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。
正电源引脚接到VCC＋，地或者VCC－引脚连接到GND。
将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上，这时运放的输出电压也是该虚地电压，运放的输出电压以虚地为中心，摆幅在Vom 之内。
有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。
这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。
需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压，但在大部分应用中，输入和输出是参考电源地的，所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容，用来隔离虚地和地之间的直流电压。
(参见1.3节)图一通常单电源供电的电压一般是5V，这时运放的输出电压摆幅会更低。
另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。
acl-d运算放大器基本运算电路
ACL-D运算放大器是一种常用的电子元件，其基本运算电路包括加法器、减法器、乘法器和除法器。
本文将分别介绍这四种基本运算电路的工作原理和应用。
1、加法器加法器是ACL-D运算放大器的基本运算电路之一，其主要功能是将两个输入信号相加并输出它们的和。
加法器的图形符号如下所示：[图示1]加法器的工作原理是利用ACL-D运算放大器的放大倍数和输入信号的权重系数来实现输入信号的相加。
其电路图如下所示：[电路图示例]2、减法器减法器是ACL-D运算放大器的另一种基本运算电路，其主要功能是将两个输入信号相减并输出它们的差。
减法器的图形符号如下所示：[图示2]减法器的工作原理是利用ACL-D运算放大器的放大倍数和输入信号的权重系数来实现输入信号的相减。
其电路图如下所示：[电路图示例]3、乘法器乘法器是ACL-D运算放大器的另一种基本运算电路，其主要功能是将两个输入信号相乘并输出它们的乘积。
乘法器的图形符号如下所示：[图示3]乘法器的工作原理是利用ACL-D运算放大器的放大倍数和输入信号的权重系数来实现输入信号的相乘。
其电路图如下所示：[电路图示例]4、除法器除法器是ACL-D运算放大器的最后一种基本运算电路，其主要功能是将两个输入信号相除并输出它们的商。
除法器的图形符号如下所示：[图示4]除法器的工作原理是利用ACL-D运算放大器的放大倍数和输入信号的权重系数来实现输入信号的相除。
其电路图如下所示：[电路图示例]ACL-D运算放大器的基本运算电路包括加法器、减法器、乘法器和除法器。
这些基本运算电路在电子电路中有着广泛的应用，如信号处理、控制系统等领域。
随着科技的发展，ACL-D运算放大器的应用范围将会更加广泛，为人类社会提供更多便利和可能性。
ACL-D运算放大器作为一种广泛应用的电子元件，其基本运算电路包括加法器、减法器、乘法器和除法器。
这些基本运算电路在电子电路中有着广泛的应用，如信号处理、控制系统等领域。
1. 加法器的应用加法器作为ACL-D运算放大器的基本运算电路之一，在实际应用中有着重要的作用。
运算放大器的8种应用电路
运算放大器8种应用电路1.电压跟随器电压跟随器（也称为缓冲器）不会放大或反相输入信号，而是在两个电路之间提供隔离。
输入阻抗很高，而输出阻抗很低，避免了电路内的任何负载效应。
当输出直接连接回输入之一时，缓冲器的总增益为+1且Vout = Vin。
2.放大器反相器反相器，也称为反相缓冲器，与先前的电压跟随器相反。
如果两个电阻相等，则反相器不会放大，但会反相输入信号。
输入阻抗等于R，增益为-1，给出Vout = -Vin。
同相放大器不会对输入信号进行反相或产生反相信号，而是以（RA+ RB）/RB或通常为1+（RA/RB）的比率进行放大。
输入信号连接到同相（+）输入。
4.反相放大器反相放大器同时以-RA/RB的比率对输入信号进行反相和放大。
放大器的增益由使用反馈电阻RA的负反馈控制，输入信号被馈送到反相（-）输入。
上面的反相和同相放大器电路可以连接在一起以形成桥式放大器配置。
输入信号是两个运放共用的，输出电压信号跨接在负载电阻R L两端，该电阻在两个输出之间浮动。
如果两个运放增益A1和A2的大小彼此相等，则输出信号将加倍，因为它实际上是两个单独的放大器增益的组合。
6.电压加法器加法器，也称为求和放大器，产生与输入电压V1和v2之和成比例的反相输出电压。
可以汇总更多输入。
如果输入电阻的值相等（R1=R2=R），则总输出电压为给定值，增益为+1。
如果输入电阻不相等，则输出电压为加权和，并变为：Vout =-（V1（RA / R1）+ V2（RA / R2）+等）7.电压减法器减法器也称为差分放大器，它使用反相和同相输入来产生输出信号，该信号是两个输入电压V1和V2之差，从而允许一个信号与另一个信号相减。
如果需要，可以添加更多的输入以将其减去。
如果电阻相等（R=R3和RA=R4），则输出电压为给定值，电压增益为+1。
如果输入电阻是不相等的电路变得放大器时产生负输出的差分V1高于V2和正输出时V1低于V2。
8.电压比较器比较器有许多用途，但最常见的是将输入电压与参考电压进行比较，如果输入电压高于参考电压，则切换输出。
运算放大器常用电路
运算放大器常用电路
运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）常用于电子电路中的各种应用，以下是一些常见的电路：
1. 反馈放大器：最为常见的Op-Amp电路之一，包括在反馈环路中使用的非反向和反向放大器电路。
这些电路可用于放大、求和、减法等操作。
2. 比较器：将输入信号与参考电压进行比较，输出高低电平表示输入信号与参考电压的大小关系。
常用于触发器等数字电路中。
3. 仪表放大器：用于精确测量和放大微弱信号，通常包含精密的增益调节和滤波功能。
4. 信号调理电路：用于对信号进行放大、滤波、积分或微分等处理，例如用于传感器信号处理。
5. 激励电路：用于驱动电荷、电压输出等场合，如用于激励振荡器或输出给驱动器的电路。
这些是Op-Amp的一些典型应用，Op-Amp还可以在许多其他电路中发挥作用，如振荡器、滤波器、模数转换器等。
Op-Amp的灵活性使得它成为电子工程中不可或缺的组成部分。
模拟信号的运算与处理
模拟信号的运算与处理内容提要：本章主要介绍运算放大器对模拟信号的运算和处理。
首先介绍理想运算放大器的特性，然后介绍运算放大器对模拟信号的基本运算处理，包括模拟信号的加法、减法、微分和积分以及对数、反对数运算等，最后介绍运算放大器构成的有源滤波电路。
基本概念：线性工作区、非线性工作区、比例运算电路、“虚地”、加法器、减法器、微分电路、积分电路、对数运算、反对数运算、有源滤波、通带、阻带、通带增益、特征角频率。
7.1运算放大器特性运算放大器的符号如图7-1-1（a ）所示，等效电路如图7-1-1（b ）所示。
从输入端看，运算放大器具有差模输入电阻rid ，即外部输入信号在输入端形成差值输入信号id v v v +-=-；从输出端看，输出回路中具有输出电阻ro 和受控电压源od id A v 。
理想运放的电压传输特性如图7-1-1（c ）所示，它的工作区分为两个部分：当输入信号id v 很小时，工作在线性放大区；当输入信号id v 较大时，运放的输出级饱和，输出电压近似等于电源电压，这时运放工作在非线性区。
在运算放大器构成的信号运算电路中，通常在电路的分析和设计过程中把实际的运放当作理想运放，这样虽然会产生一定的误差，但是误差常常在可以容忍的范围内，并且还显著地简化了电路的分析设计过程。
（a ）符号图 （b ）等效电路 （c ）传输特性图7-1-1 理想运算放大器目前所使用的运算放大器，通常都是集成运算放大器，其特性接近于理想运算放大器。
一个理想运放主要具有如下特性： ①差模开环电压增益无穷大：A od →∞； ②差模输入电阻无穷大：rid →∞； ③输出电阻为零：ro →0。
对于运算放大器的特性，下面分为以下线性区和非线性区两种情况进行讨论： 1．线性区在线性区，曲线的斜率为运算放大器开环增益Aod ，该区满足()o od id od v A v A v v +-==-（7.1.1）由于运算放大器的开环增益Aod 非常大，常常在105～106数量级，因此线性区特性曲线非常陡峭，且线性区的宽度非常窄，这样是无法进行信号放大和运算的。
信号运算电路实验报告 -回复
信号运算电路实验报告-回复实验目的：使用信号运算电路进行信号处理，掌握电路的基本原理和实际应用。
实验设备：信号发生器、示波器、运算放大器、电阻、电容等元器件。
实验原理：信号运算电路是利用运算放大器实现信号的加法、减法、乘法和除法等运算。
运算放大器是一种具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的电子放大器，可以将信号放大至任意幅度。
通过将不同信号经过运算放大器进行适当运算，可以实现对信号的不同处理。
在信号运算电路中，常用的电路有电压加法器、电压减法器、电压乘法器和电压除法器等。
实验步骤：1. 连接实验电路：根据实验要求，将所需的运算放大器、电阻、电容等元器件连接成所需的信号运算电路。
2. 设置信号发生器：将信号发生器的输出信号设置为所需的输入信号。
根据实验要求，设置信号发生器的频率、幅度等参数，使其输出符合实验要求的信号。
3. 信号运算：将信号发生器的输出信号输入至信号运算电路中，通过运算放大器对信号进行相应的运算。
4. 示波器观察：将信号运算电路的输出信号连接至示波器，观察输出信号的波形和幅度等特征。
5. 实验记录：记录实验过程中的各项数据和观察结果，包括输入信号的频率、幅度，输出信号的波形和幅度等。
6. 实验分析：根据实验记录的数据和观察结果，分析实验过程中的现象和规律，进一步理解信号运算电路的工作原理。
实验结果：在实验过程中，利用信号运算电路对输入信号进行加法、减法、乘法和除法的运算，观察到了输出信号与输入信号之间的关系。
通过示波器观察，我们可以看到不同运算电路的输出信号具有不同的幅度、相位和波形等特点。
通过实验记录的数据分析，我们可以得出不同输入信号对输出信号的影响，进一步掌握信号运算电路的原理和应用。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了信号运算电路的原理和应用，掌握了使用运算放大器进行信号处理的基本方法。
在实验中，我们通过连接实验电路、设置信号发生器、观察输出信号等步骤，一步一步完成了实验任务。
加法运算和减法运算电路
2、同向求和电路
2
1
同向求和电路 ：同向比例运算放大器增加输入端
在RP1= RP2 =R的情况下可得：
由叠加定理和分压公式可得 ：
将RP= RN的条件代入可得：
*
3、利用加法器和反相比例器实现减法器
（ ＝－ ）
若 ＝ ＝ ，
反相输入结构的减法电路，由于出现虚地，放大电路没有共模信号，故允许 、 的共模电压范围较大，且输入阻抗较低。在电路中，为减小温漂提高运算精度，同相端须加接平衡电阻。
ui
*
*
=0.5 (ui +5) V
_
+
+
10k
20k
+5V
5k
ui
20k
uo1
uo
_
+
+
20k
20k
10k
*
例题. R1=10k , R2=20k , ui 1=-1V， ui 2=1V 。求:uo
uo
_
+
+
R2
R1
R1
R2
ui1
_
+
+
ui2
_
+
+
R2
R1
RP
uo= (uo2- uo1) =(20/10)[3-(-1) ] =8V
*
6.2.1 加法运算电路 6.2.2 减法运算电路
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本节内容
1、反向求和电路
加法运算电路
01
02
03
04
05
反向求和电路：反向比例运算放大器增加输入端
由KCL和“虚地” ：
运算放大器11种经典电路
精心整理运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花了乱，是模拟电路中学习的重点。
在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。
特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所收获。
????遍观所有模拟电子技术的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。
???今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。
???虚短和虚断的概念???由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80dB以上。
而运放的输出电压是有限的，一般在10V～14V。
因此运放的差模输入电压不足1mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。
开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。
????“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
???由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。
因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。
故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
???在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。
集成运放中的加法和减法运算电路
五、思考题
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一、实验目的
1
研究由集成运算放大器组成的比例、加 法、减法和积分等基本运算电路的功能。 了解运算放大器在实际应用时应考虑的 一些问题。
2
二、实验原理
集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数 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
由于
V A VB
V V V i 1 A V A 0 i if 2 R R 1 f
VB V i2 Rf R 1 Rf
（已知 R ） 3 R f
所以
V 0
Rf R 1
V V i1 i2
3、积分器是指输出信号为输入信号积分后的结果， 用数学关系表示为：
y
方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、
对数等模拟运算电路。
基本运算电路 1.加法器是指输出信号为几个输入信号之和 的放大器。
用数学式子表示为：
yx x 1 x 2 n
i i i i i 1 2 3 n f
V i 1 V i 2 V i3 R R R V n i i f R
xdt
0
t
下图是最基本的积分器的结构图。
这里反馈网络的一个部分用电容来代替电阻， 则有：
Ii IC
i
而
I
V i R
，
IC
d V0 C dt
t 1 V V 0 idt 0 R C
上式表示了输出信号是输入信号积分的结果。
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运算放大器信号运算电路加法器减法器等
在分析运算放大器信号运算电路时，必须掌握运算放大器工作于线性区的特点，运算放大器的开环放大倍数是很高的，一般运放的开环差模增益都大于80dB（即放大倍数以上），所以要使运放工作于线性区必须引入深反馈，以减小两个输入端的净输入电压，也就是说运放工作于线性区时同相输入端于反相输入端的电压接近于零，即，运放工作于线性区的这一特点简称“虚短”，即不是真正短路+ U ≈ − U。
又因运放的输入电阻很高104MΩ ，场效应管作出的运放大于106 MΩ，所以运放两个输入端的电流可视为零，即-I＝0，+I＝0，这是运放工作于线性区的第二个特点，称为“虚断”。
掌握了运放的这两个特点，分析运算放大器信号运算电路就十分简便。
1、反相比例运算电路：
式中负号表示输出电压于输入电压相位相反。
反相比例运算放大器是电压并联负反馈电路，所以其输出电阻很小，带负载能力强，
图6-6 积分电路输入方波时的输入输出波形
由上式可以看出输出三角波幅值与输入信号的幅值以及周期T 成正比，与时间常数成反比。
积分电路的误差主要是由电容的运放不够理想引起的。