2信号运算电路

R1
iF
信号运算电路
一、加法电路
加法器学习完毕,单击返回,返回 利用虚短 (uId =0) 概念 主页，单击继续, 学习减法器 。 可把输入和反馈 回路 画成 uI1 uI2 uI1 0
本电路是电压并联负反 馈组态，输入信号从反相端 输入。
R1 i1
t加法器结束页
iF
等效电路如图所示。 t 0 uI2R2 i2 利用虚断(iId =0)概念可得 返回 继续 i1 + i 2 = if 但此加法器 结合两个 等效 电路图可 把上式改写为: 输出是反相的, u uo uI1 uI2 所以输出波形 I1 —+—=R1 R2 应反相。 Rf 0 — Rf Rf uI2 -uo = — uI1 + — uI2 由此得 R2 R1 0 上式可看成是比例加法。 若令R1 = R2 = Rf uo 则 - uo = uI1 + uI2 0 这就是一个实现常规代数 加法的加法器了。
信号运算电路
二、减法电路
R2 uP R3 uI2 1.利用反相信号求和的减法器 P + iR3 iR2 i2 2.利用差分电路实现减法运算 uI2 + + uId uI1 利用虚断 (iI = i2 = 0 ) 概念得: A uO — － iR2= iR3 ; iR1= if — R i Rf 1 N 1 uI1 uI2 - uP uP - 0 uN ——— = ——— —— (1 ) if iR1 R2 R3 减法电路二 uI1 -uN uN - uO ——— = ——— —— (2 ) Rf R1 Rf 则uO = ——( uI2 - uI1 ) R1 又利用虚短(uId = 0 )的概念得： ——— (3 ) uP= uN 这时电路是一个差分放大器 当 Rf / R1 =1 时 联立三式解得: 减法器的结果 R3 uO= ( uI2 - uI1 ) R1+ Rf Rf uO =(———)(———) uI2 - —uI1 这显然是一个实现常规代 R1 R2+ R3 R1 数减法的减法器了。 若电阻值满足Rf / R1 = R3 / R2 本页完 继续
信号运算电路
三、积分电路
uo=－ — uI dt 以下推导本电路的输 利用虚断 (iId = 0 ) 概念可得: 出信号是输入信号的积 ——— (1 ) i1= i C 分函数。
二、减法电路
1.利用反相信号求和的减法器
令Rf1= R1 得 uO1= - uI1 Rf2 Rf2 后级的输出电压 - uO= — uO1+ — uI2 R2 R2 Rf2 把-uI1代入并整理得 uO= — (uI1 - uI2 ) R2 令Rf2 = R2得 uO= (uI1 - uI2 )
uI2 R1
西 藏 亚 东 帕 里 牧 场
主页
使用说明：要学习哪部分内容，只 需把鼠标移到相应的目录上单击鼠标 左键即可，按空格键或鼠标左键进入 下一页。
结束 返回
信号运算电路
一、加法电路
利用虚短 (uId =0) 概念 可把输入和反馈 回路 画成 等效电路如图所示。 利用虚断(iId =0)概念可得 i1 + i 2 = if 结合两个 等效 电路图可 把上式改写为: uo uI1 uI2 —+—=R1 R2 Rf — Rf Rf — 由此得 -uo = — uI1 + R uI2 R1 2 上式可看成是比例加法。 若令R1 = R2 = Rf 则 - uo = uI1 + uI2 这就是一个实现常规代数 加法的加法器了。
R1
iF
信号运算电路
一、加法电路
uI1
本电路是电压并联负反 馈组态，输入信号从反相端 输入。
t举例 利用虚短 (uId =0) 概念 0 Rf uI2 uI1 i1 可把输入和反馈 回路 画成 iId 等效电路如图所示。 uO t N uId 0 A uI2R2 i2 uo 利用虚断(iId =0)概念可得 + t i1 + i 2 = if 0 但此加法器 结合两个 等效 电路图可 RP 把上式改写为: 输出是反相的, u 加法电路 例:若在加 uI2 所以输出波形 I1 uo uI1 —+—=R1 R2 应反相。 t 法电路中输 Rf 0 — 入如图所示 Rf Rf uI2 的一个正弦 — 由此得 -uo = — uI1 + R uI2 R1 2 t 波和一个矩 0 上式可看成是比例加法。 形波,那么 输出就是两 若令R1 = R2 = Rf uo -uo=uI1 +uI2 个波形的迭 则 - uo = uI1 + uI2 t 加再反相。 0 这就是一个实现常规代数 本页完 继续 加法的加法器了。
uI2
1
2
信号运算电路
uI2 R1
+ —
R2 i1 Rf1 if1
— A1
R2 i2
+
Rf2
—
uI1 iR1 uid1
+
uO1
—
uid2
A2
+
此减法器由两部分电 路组成，后一部分就是 二、减法器 uO 前面所学的加法器，前 1.利用反相信 一部分是一个电压并联 号求和的减法 负反馈电路，是第一节 器 中的反相比例放大电路。
信号运算电路
二、减法电路 减法器学习完毕,单击返回,返回
R2 uP R3 uI2 主页，单击继续, 学习积分器 。 1.利用反相信号求和的减法器 P + iR3 iR2 i2 2.利用差分电路实现减法运算 uI2 + + uId uI1 利用虚断 (iI = i2 = 返回概念得: 0) A 继续 uO — － iR2= iR3 ; iR1= if — R i Rf 1 N 1 uI1 uI2 - uP uP - 0 uN ——— = ——— —— (1 ) if iR1 R2 R3 减法电路二 uI1 -uN uN - uO ——— = ——— —— (2 ) Rf R1 Rf 则uO = ——( uI2 - uI1 ) R1 又利用虚短(uId = 0 )的概念得： ——— (3 ) uP= uN 这时电路是一个差分放大器 当 Rf / R1 =1 时 联立三式解得: 减法器结束页 R3 uO= ( uI2 - uI1 ) R1+ Rf Rf uO =(———)(———) uI2 - —uI1 这显然是一个实现常规代 R1 R2+ R3 R1 数减法的减法器了。 若电阻值满足Rf / R1 = R3 / R2 本页完 继续
本页完 返回
本 节 学 习 学 要 习 点 要 和 点 要 求
掌握由运放组成的加法器的工作原理 掌握由运放组成的减法器的工作原理
掌握由运放组成的积分器的工作原理
掌握由运放组成的微分器的工作原理
返回
信号运算电路主页
加 减 积 微 法 法 分 分 运 运 运 运 算 算 算 算 电 电 电 电 路 路 路 路
+ —
uI2 i2 R2
uO
加 法 器
R2 i1 Rf1 if1
— A1
R2 i2
+
Rf2
—
uI1 iR1 uid1
+
uO1
—
uid2
A2
+
此减法器由两部分电 路组成，后一部分就是 uO 前面所学的加法器，前 过度 一部分是一个电压并联 负反馈电路，是第一节 中的反相放大电路。
减法电路一
继续
信号运算电路
uI1 i1
本电路是电压并联负反 馈组态，输入信号从反相端 输入。
R1 一、加法器
iF Rf A uO
uI2R2 i2
iId N uId +
RP 加法电路 R1 i1
+ uI1
if Rf
+
+ + uI2R2 i2 —
uO
—
本页完 继续
信号运算电路
一、加法电路
uI1
本电路是电压并联负反 馈组态，输入信号从反相端 输入。
本页完 继续
减法电路一
信号运算电路
二、减法电路
1.利用反相信号求和的减法器
uI1 R1 if
i1
+
Rf
A Rf Rf - uO = — uI1 + — R2 R1 u
I2
令Rf1= R1 得 uO1= - uI1 Rf2 Rf2 后级的输出电压 - uO= — uO1+ — uI2 R2 R2
uI2 R1
iId N uId +
Rf
A
uO
uo
0 t
RP
例:若在加 t 法电路中输 入如图所示 的一个正弦 t 波和一个矩 形波,那么 输出就是两 -uo=uI1 +uI2 个波形的迭 t 加再反相。 本页完 继续
加法电路
以下推导本电路的输没有放大作用，只 反相比例放大器 二、减法电路 作反相用，作为第二 if R1 出信号是输入信号之差 级的一个输入信号。 1.利用反相信号求和的减法器 Rf uI1 i 的减法关系。 1 Rf1 前级的输出电压是 uO1= - — uI1 uO R1 A uI2 i2 R2 令Rf1= R1 得 uO1= - uI1 + 加 Rf2 Rf2 Rf Rf 法 后级的输出电压 - uO= — uO1+ — uI2 - uO = — uI1 + — R2 R2 器 R R
i2
uO
i1 uI1 uI2
uN R2.利用差分电 + 1 u R路实现减法运 u 1P P O + i2 算 RF iR
N
RF iF
差分输入放大电路
电路型式
本页完 继续
信号运算电路
二、减法电路
R2 uP R3 uI2 1.利用反相信号求和的减法器 P + iR3 iR2 i2 2.利用差分电路实现减法运算 uI2 + + uId uI1 利用虚断 (iI = i2 = 0 ) 概念得: A uO — － iR2= iR3 ; iR1= if — R i Rf 1 N 1 uI1 uI2 - uP uP - 0 uN ——— = ——— —— (1 ) if iR1 R2 R3 减法电路二 uI1 -uN uN - uO ——— = ——— —— (2 ) uP - 0 R1 Rf uI2 - uP iR3= ——— iR2= ——— R3 R2 又利用虚短(uId = 0 )的概念得： ——— (3 ) uP= uN uN - u uI1 -uN 推导利用 O iR1= ——— if = ——— 联立三式解得: 差分电路实现 Rf R1 R3 R1+ Rf Rf 减法运算过程 uO =(———)(———) uI2 - —uI1 R1 R2+ R3 R1 本页完 继续
西藏· 亚东· 帕里牧场
封面 返回
引言 引言
基本数学运算有：比例运算、加、减、积分和微 分等五种运算 。一般是由集成运放外加反馈网络所构 成的运算电路来实现 。在分析这些电路时，要注意输
入方式，判别反馈类型，并利用“虚短”、“虚断”
的概念，得出近似的结果，然后联系实际,作些补充说
明。
比例运算电路就是本章第一节课件《运算放大器的 基本电路》的内容，一般用作放大器使用。
本页完 继续
减法电路一
信号运算电路
二、减法电路
1.利用反相信号求和的减法器 2.利用差分电路实现减法运算
uI2 + uI2 uI1 — uI1 R2 iR2 uP P R3 iR3
R1 iR1
对比两个电路可知， 差分减法器其实就是 一个差分放大电路。
+ + uId A — － i Rf N 1 uN if 减法电路二
t举例 利用虚短 (uId =0) 概念 0 Rf uI2 uI1 i1 可把输入和反馈 回路 画成 iId 等效电路如图所示。 uO t N uId 0 A uI2R2 i2 利用虚断(iId =0)概念可得 + i1 + i 2 = if 但此加法器 结合两个 等效 电路图可 RP 把上式改写为: 输出是反相的, u 加法电路 例:若在加 uI2 所以输出波形 I1 uo uI1 —+—=R1 R2 应反相。 t 法电路中输 Rf 0 — 入如图所示 Rf Rf uI2 的一个正弦 — 由此得 -uo = — uI1 + R uI2 R1 2 t 波和一个矩 0 上式可看成是比例加法。 形波,那么 输出就是两 若令R1 = R2 = Rf uo uo=uI1 + uI2 个波形的迭 则 - uo = uI1 + uI2 t 加再反相。 0 这就是一个实现常规代数 继续 加法的加法器了。
+ —
R1 uI1
Hale Waihona Puke Baiduif
Rf i1 这是一个比例减法器。 uO A uI2 i2 R2 + 加 Rf Rf 法 这是一个代数减法器。 — - uO = — uI1 + 器 R2 uI2 R1
R2 i1 Rf1 if1
— A1
R2 i2
+
Rf2
—
uI1 iR1 uid1
+
uO1
—
uid2
A2
+
此减法器由两部分电 路组成，后一部分就是 uO 前面所学的加法器，前 减法器的结 一部分是一个电压并联 果 负反馈电路，是第一节 中的反相放大电路。