第二章集成运算放大器、电压比较器、乘法器
集成运算放大器课件演示文稿
5.2.2 集成运算放大器的放大倍数和参数
一、两种放大倍数
1. 开环放大倍数AVO
开环放大倍数AVO：无反馈时集成运放的放大倍数。
AVOvBv-OvA
vO vI
2. 闭环放大倍数AVF
（5.2.1）
闭环放闭大环倍放数大。倍其数数AV值F 根：据有具反体馈电时路集的成反运馈放情的况放来大计倍算数。称为
故反相输入比例运放的闭环放大倍数
AVFvvO I -R R1fi1iF
-Rf R1
（5.2.3）
输出电压
vO
-
Rf R1
vI
（5.2.4）
结论，反相输入比例运算电路的闭环放大倍数AVF只取决 于 R f 与 R 1 之比，与开环放大倍数 AVO无关；输出电压与输入 电压成反相比例关系。
由于 vA 0 ，即A端的电位接近于零电位，但实际并没 有接地，所以通常把A端称为“虚地”。
发光。这样，随着音频信号强弱的变化，电路中发光二极管的
个数和亮度也随之变化。其中，改变RP1的阻值，可调整发光 二极管的亮度。
第二十四页，共26页。
5.2.5 集成运放使用常识
一、零点调整
方法：将输入端短路接地，调整调零电位器，使输出电 压为零。
二、消除自激振荡 方法：加阻容补偿网络。具体参数和接法可查阅使用说明 书。目前，由于大部分集成运放内部电路的改进，已不需要外 加补偿网络。
。所以只要按减法 Rf 且 Rf 20R1 即符
合要求。
（2）同理，用加法比例电路接线，使 Rf 10R1 ， 且R1 R2 R3 R 4，R 1/R /2/R /3/R /f ，即满足 vO- 1(v 0 I1 vI2 vI)3
的要求。
第二章集成运算放大器
KC20M19R/1R0/越30 大，说明运算放大器抑制共模信号的性能越好。 7
7. 最大共模输入电压Uicmax
表示集成运放输入端所能承受的最大共模电压。
8. 最大差模输入电压Uidmax
表示集成运放输入端所能承受的最大差模电压。
9.输入偏置电流Iib
表示集成运算放大器输出电压为零时，两个输入端静态电流
2019/10/30
6
2.1集成运算放大器结构特点和理想
运算放大器
4. 开环输出电阻ro 它指的是没有外接反馈电路时，输出级的输出电阻。表征了
集成运放带负载的能力，其阻值越小越好。理想运算放大器 的ro 常认为是零。
5. 输入失调电压ui0
理想的集成运放，当输入信号为零时，一般输出电压也为零，
u－= u + = ui
Rf
if = i1
u－－ uo Rf
=-
u－ R1
uo=
(1 +
Rf R1
) ui
i1 ui
R1 Rp
if u－ － u+ �
闭环电压放大倍数 Auf
当 R1
Auf uo/ui 1
2019/10/30
电压跟随器
ui
－
∞ +
+
uo
平衡电阻:
二、 减法运算电路
1．应用集成运放“虚短”和“虚断”特点求解
Rf
uui1i1R1 ui1uRi11RuoF R1
u
ui2 R2 R3
R3
由“虚短”的特点，u u
ui1 R1 ui2 R2
△
－∞ +
uo
+
运算放大器介绍54页PPT
vI
R1
vN -
vP
A +
vO
AV= -（Rf / R1）= -20/10= -2
R2
Vo= AV Vi=(-2)(-1)=2V
2.3 基本线性运放电路
2.同相比例运算电路
Rf
虚断 v P = v I
0vN = vN vO
R1
Rf
R1
vN
-
vI
vP
A +
vO
虚短
vN = vP
vO
=
(1
Rf R1
= 2R6m'LVIEvX
IE
=
IC3 2
1 2
vy Re
vO =KvXvY
2.5 模拟乘法器电路
2、模拟乘法器符号 vO =KvXvY
K为比例因子，一般为正。
3、乘法运算
2.5 模拟乘法器电路
4、乘方和立方运算
2.5 模拟乘法器电路
5、除法运算
根据虚端虚断有：
-
v2 =Kvx2vO
+
Vo与vx1、vx2之商成比例，实现了除法运算 只有当vx2为正极性时，才能保证运放处于负反馈状态 vx1则可正可负
iCiEIESe VT
vO=VTlnvR S VTlnIES
其中，IES 是发射结反向饱和电流，vO是vS的对数运算。
2.4 基本运算电路
4. 反对数运算电路
利用虚短和虚断，电路有
iF
R
vS =vBE
vB E
iFiEIESe VT
vS
iE T
–
+
vO
vO =iFR
vS
vO =IESe VT
集成运算放大器全篇
习题判16
七、 微分器
iF R
i1 C ui
R2
– +
+
u–= u+= 0
uo
若输入： ui sin t
ui
则：uo RC cost RC sin(t 90 ) 0 uo
0
iF
uo R
i1
C
dui dt
i1 iF
uo
RC
dui dt
t t 习题判19
微分是积分的逆运算。因此，只要将积分运算电路 中R和C的位置互换，就能形成微分器基本电路。如果 说，积分电路能够延缓信号的传输，那么微分电路则能 加快信号的传输过程，微分器又称D调节器。
(2)无调零引出端的运放调零。有些运放是不设调零引出端 的，特别是四运放或双运放等因引脚有限，一般都省掉调零端。 用作电压比较器的运放，无需调零；用作弱信号处理的线性电 路，需要通过一个附加电路，引入一个补偿电压，抵消失调参 数的影响，几种附加的调零电路如图1-14所示。 调零电路的接人对信号的传输关系应无影响，故图l-14a和图l14b加入了限流电阻R3，R3的阻值要求比R1大数十倍，若R1 =10 kΩ， R3可取200 kΩ。图l-14c和图l-14d为不用调零电源 (+U和-U)的调零电路，通过调节电位器RP，可以改变输入偏置 电流的大小，以调整电消振措施 1)区分内外补偿。从产品手册或产品说明书上可查到补偿方法， 如F007型运放往往把消振用的RC元件制作在运放内部。大部分 没有外接相位补偿（校正）端子的运放，均列出补偿用RC元件 的参考数值，按厂家提供的参数，一般均能消除自激。 2)补偿电容与带宽的关系。有时按厂家提供的RC参数不能完全 消除自激。此时若加大补偿电容的容量，可以消除自激。对于 交流放大器，则必须注意补偿元件对频带的影响，不应取过大 的电容值，要选取适当的电容值，使之既能消除振荡，又能保 持一定的频带宽度。此外，对应不同的闭环增益，所需的补偿 电容和补偿电阻也不同。在选取补偿元件时，可以按以下原则 掌握：在消除自激的前提下，尽可能使用容量小的补偿电容和 阻值大的补偿电阻。
集成运算放大器的基本应用
第7章集成运算放大器的基本应用7.1集成运算放大器的线性应用7.1.1比例运算电路7.1.2加法运算电路7.1.3减法运算电路7.1.4积分运算电路7.1.5微分运算电路7.1.6电压一电流转换电路7.1.7电流一电压转换电路7.1.8有源滤波器♦7. L 9精密整流电路7.2集成运放的非线性应用7. 2.1单门限电压比较器7. 2.2滞回电压比较器7.3集成运放的使用常识7. 3.1合理选用集成运放型号7. 3.2集成运放的引脚功能1. 3.3消振和调零7. 3.4保护本章重点：1.集成运算放大器的线性应用：比例运算电路、加减法运算电路、积分微分运算电路、一阶有源滤波器、二阶有源滤波器2.集成运算放大器的非线性应用：单门限电压比较器、滞回比较器本章难点：1.虚断和虚短概念的灵活应用2.集成运算放大器的非线性应用3.集成运算放大器的组成与调试集成运算放大器（简称集成运放）在科技领域得到广泛的应用，形成了各种各样的应用电路。
从其功能上来分，可分为信号运算电路、信号处理电路和信号产生电路。
从本章开始和以后的相关章节分别介绍它们的应用。
7.1集成运算放大器的线性应用集成运算放大器的线性应用加法运算电路电流超转7. L 1比例运算电路1.同相比例运算电路反馈方式：电压串联负反馈因为有负反馈，利用虚短和虚断比例运算电路同相比例运算电路（点击查看大图〉集成运算旗大器的线性应用虚短: a 二a 二Ui虚断:O ZZi电压放大倍数：辰—1+鱼吗只\平衡电阻后尼必2.反相比例运算（点击査看大图）反馈方式：电压并联负反馈因为有负反馈，利用虚短和虚断0 （虚断）U-二0, u-=u-=0（虚地）a电压放大倍数：例题：凡二10k ,斥二20k , 口二TV。
求：u°、Rx说明凡的作用，&应为多大？21更相比例运算（点击査看大图）A=-^ = -^ = -2 解： 召1°兔二&珀二二2F凡为平衡电阻（使输入端对地的静态电阻相等）:R F RE 特点：共模输入电压二0, （u-=L^=0）缺点：输入电阻小（氏二丘）7.1. 2 加法运算电路反相加法器（点击査看大图）1-=2^= 0 （虚断） U-二 0, u-=u-=0 （虚地）+ iz=ifRr”(吗］+叱)平衡电阻:胎Rd/ RJ/R,【例】在上图电路中，设R ：=220k Q ,运放的最大输出电压U OPP 二12V , 电路的输出电压为确定&、R ：和卍的阻值;若Ui2=0. 5V ,求U"的允许变化范围。
电压比较器和运算放大器的基本知识
电压比较器和运算放大器的基本知识一、电压比较器的基本知识电压比较器已经广泛的应用在各种的控制电路和保护电路中；特别是在现代的液晶、等离子平板电视中，更是普片应用。
在平板电视中特别是故障率较高的开关电源、驱动电路、背光板电路中的保护电路比比皆是；对电路的安全、保护起到极大的作用，同样给我们的维修也带来一个提升；必须了解、掌握电压比较器的原理、工作方式才能顺利的、成功的完成故障的维修，下面简单的介绍一些电压比较器的必备知识。
电压比较器是对两个模拟电压比较其大小，并判断出其中哪一个电压高，哪一个电压低；并在输出端以高电平或低电平表示比较的结果来。
既然是把两个电压进行比较；并且有一个比较结果的输出端，那么这个比较器就必须有3个端子（除了供电及接地）；两个进行比较模拟电压的输入端；一个显示比较结果的输出端，图1所示就是一个在电路图上常用的电压比较器的符号。
图1图1的符号中；左边是两个输入端；其中一个有“+”号标志的称为同相输入端；有“—”号标志的称为反相输入端；这两个端子输入需要进行比较的模拟电压。
右边是一个输出端，输出比较的结果。
两个输入端之间电位的高低和输出端电平的高低关系如下：当同相输入端电压高于反相输入端电压时：输出端为高电平。
当同相输入端电压低于反相输入端电压时：输出端为低电平。
一般常用的比较器的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体管，在使用时输出端到正电源一般需接一只上拉电阻（选 3-15K）。
这种输出称为OC输出(Open-Collector)即集电极开路输出；图2虚线框内所示是BA10393内部电路原理图；图中显示；输出端的晶体管Q6的集电极在内部是开路状态；没有和任何地方连接；在具体应用时需要如图3所示在电源和集电极之间，连接一只上拉电阻；或者如图4所示连接一个分压电路（电源可以直接是本电压比较器的VCC,也可以是另外的单独电源+B；+B电压可以根据需要选取不同的电压值）。
图2图3 图4 电压比较器的工作特性：以图5、为例做一个实验以了解电压比较器的特性；图5图6在图5中电压比较器的同相输入端被由R1、R2组成的分压电路设定为3V（这就是比较器的基准电压），电压比较器的反相输入端连接在一个电位器的动臂上，电位器的两端连接于6V电压上面，下端为0V上端为6V。
电工学课件集成运算放大器演示文稿
线性区： uo=Auo(u+-u-)
分 析
两rid输→入∞端，的故输
入电流为零。
虚断
依 据
Auo→∞ ，uo为有限值，
故 u+-u-=uo/Auo≈0
即 u+ ≈ u-
饱和区
o -Uo(sat)
线性区
虚短
u+ - u-
当有信号输入时，如同相端 接地，即u+=0 则 u- ≈ 0
虚地
饱和区：
uo≠Auo(u+-u-) 当u+ >u- 时,uo=＋uo(sat) 当u+ <u- 时,uo=－uo(sat)
模拟集成电路：集成运算放大器、集成功率 放大器、集成稳压电源、集成数模转 换电路
16.1.1 集成运算放大器的特点
1. 尽量避免使用电容。 2. 输入级采用差动放大电路。 3. 电阻值大致为100Ω～ 30kΩ。 4. 二极管都采用三极管构成。
16.1.2 电路的简单说明
一、运放构成
输入端 输入级
下面的问题是从输出端将反
馈引到同相端还是反相端 ？
Z
答案是：引回到反相端
16.2.1 比例运算
i1
Ru1 -
if
-
∞Rf - ∞+
uo
1、反相输入
Rf —反馈电阻；
ui
u+ +
+
+
R2
uo
R2 —平衡电阻，用于消除
静态基极电流对输出电压的影
响。 R2= R1∥Rf 由KCL、KVL和运放工作在线性区的分析依据：
右图所示为运放输入和输 出电压的关系曲线，称为传输 特性。从图中看到，实际运放 的传输特性与理想运放比较接 近。
集成运放电路的运算
1111
集成运放电路是一种多功能的模拟电子器件，它可以执行各种数学运算，如加法、减法、乘法、除法等。
下面是一些常见的集成运放电路的运算：
1. 加法运算：集成运放可以用于实现加法运算。
将输入信号分别加到运放的正输入端和负输入端，然后通过反馈网络将输出信号反馈到负输入端，就可以实现加法运算。
2. 减法运算：集成运放也可以用于实现减法运算。
将被减数信号加到运放的正输入端，减数信号加到运放的负输入端，然后通过反馈网络将输出信号反馈到负输入端，就可以实现减法运算。
3. 乘法运算：集成运放可以通过使用模拟乘法器来实现乘法运算。
模拟乘法器是一种特殊的电路，可以将两个输入信号相乘，并输出相应的乘积信号。
4. 除法运算：集成运放可以通过使用倒数放大器来实现除法运算。
倒数放大器是一种特殊的电路，可以将输入信号的倒数放大，并输出相应的结果。
5. 积分运算：集成运放可以通过使用积分器来实现积分运算。
积分器是一种特殊的电路，可以将输入信号进行积分，并输出相应的积分结果。
6. 微分运算：集成运放可以通过使用微分器来实现微分运算。
微分器是一种特殊的电路，可以将输入信号进行微分，并输出相应的微分结果。
总之，集成运放电路可以实现各种数学运算，这些运算可以用于信号处理、控制系统、测量仪器等领域。
集成运算放大器及应用—集成运算放大器(电子技术课件)
（a）新国标符号
（b）以往用过的符号
图3.1.2 集成运放的符号
4.集成运放实物 （1）封装形式、引脚排列
金属壳封装
双列直插式 塑料封装
图3.1.3 集成运放封装与引脚图
图3.1.4 LM324引脚图
（2）运算放大器外形图
图3.1.5 集成运放实物图
三、理想集成运放的主要参数 1.理想集成运放
4.共模抑制比 KCMR 反映了集成运放对共模信号的抑制能力。
5.输入失调电压、电流 U IO 0 I IO 0 它是指集成运放输出电压为零时，两个输入端所加补偿电压的大小、两个输
入端的静态电流之差均为零。 6.上限截止频率 f H
反映集成运放的频率特性。
集成运放的线性应用（一）
3.2.1 集成运放的线性应用（一）
差模信号是指 ui1 = – ui2，即两个输入信号大小相同，极性相反。 共模信号是指 ui1 = ui2 ，即两个输入信号大小相同，极性相同。
2.输入电阻 rid
它是指集成运放在开环状态下，输入差模信号时两输入端之间的动态电阻， 反映差模输入时，集成运放向信号源索取电流的大小。
3.输出电阻 ro 0
二、集成运放的组成及符号 1.集成运放的组成框图
uid +
输入级
中间电压 放大级
输出级 uo
偏置电路
图3.1.1 集成运放的组成框图
2.各组成部分的特点
采用差分放大电路。要求输入电阻 高，输入端耐压高，抑制温度漂移 能力强，静态电流小。
采用共发射极放大 电路。要求有足够 的放大能力。
采用互补对称输出电 路。要求输出电压范 围宽，输出电阻小， 非线性失真小。
一、线性区的集成运放
大二电工学运算放大器ppt课件
特例：当RF=R1时，uo= -ui ，称为反号器， 或反相器。
〔3〕反向比例运算电路的反响分析
反响信号使净输入
信号减小—负反响RF
反响电路直接从输 出端引出—电压反响
+ R1－
ui
– +
+
－+ uo
– R2
–
分析阐明该电路为电 压并联负反响电路
输入信号和反响信号加在 同一输入端—并联反响
结论：
集成电路的分类：
按功能集成电路可分为数字集成电路和模拟集成 电路两大类，本章所讲集成运算放大器是模拟集成电 路的一种。在第5章数字电路中，将引见几种数字集 成电路。
集成运算放大器特点：
集成运算放大器是一种采用多级直接耦合的高放 大倍数的放大电路，它既能放大缓慢变化的直流信号， 又能放大交流信号。用运算放大器及其反响网络，可 以组成多种运算电路，模拟数学运算，还广泛用于信 号处置、波形发生等电路中。
称电压跟随器或同号器。
– +
+
++
uo
ui
–
–
由运放构成的电压跟 随器输入电阻高、输出
电阻低，其跟随性能比 射极输出器更好。
〔3〕同相输入电路的的反响分析
反响信号使净输入 信号减小—负反响
RF
R1 –
+
+
+
ui R2
–
输入信号和反响信号分别 加两个输入端—串联反响
反响电路直接从输 出端引出—电压反响
取
R2 = R1 // RF
由后述计算可知，R2 与运算公式无关 。
〔2〕电压放大倍数
if RF
+ ui
《电工电子》教学课件03集成运算放大器构成的运算电路的设计
（一）输入级：一般是由BJT、JFET或MOSFET组成 的高性能差分放大电路，它必须对共模信号有很强的 抑制力，而且采用双端输入双端输出的形式。
（二）电压放大级： 提供高的电压增益，以保证运
放的运算精度。中间级的电路形式多为差分电路和带 有源负载的高增益放大器。
图 (b)为集成运算放大器的电压传输特性曲线。集 成运算放大器的电压传输特性是指开环时，输出电 压与差模输入电压之间的关系。在线性区uo Aod (uP uN。) 由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性 区时的最大输入电压Up－Un的数值仅为几十～一 百多μV。当其大于此值时，集成运放的输出不是, +Uom就是-Uom，即集成运放工作在非线性区。
（三）输出级：一般是由电压跟随器或互补电压跟随 器所组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。
（四）偏置电路：提供稳定的几乎不随温度而变化的 偏置电流，以稳定工作点。
3.1.2 集成运算放大器的符号和电压传输特性
(a)
(b)
图 (a) 为运算放大器的符号。 运算放大器的符号中有 三个引线端，两个输入端，一个输出端。一个称为同相 输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用 符号‘+’表示；另一个称为反相输入端，即该端输入信 号变化的极性与输出端相反，用符号“-”表示。输出端 在输入端的另一侧，在符号边框内标有‘+’号。大多数 型号的集成运放均为两组电源供电。
和电容元件位置互换，便得到图所示的微微分，即实现 了微分运算。
vO
iR R
iC R
RC
dvC dt
RC
dvi dt
3.2.4 微分电路的作用 微分电路的应用是很广泛的，在线性系统中，除
集成运算放大器的原理与应用讲解
集成运算放大器的原理与应用讲解1. 什么是集成运算放大器（Op Amp）？•集成运算放大器（Op Amp）是一种高增益、直流耦合、差分放大器，常被用于放大、滤波和电压比较等电路应用。
•Op Amp是一种集成电路芯片，通常包含多个晶体管、电阻和电容等被精确布局在一个芯片上。
2. 集成运算放大器的原理•Op Amp的核心是差动放大器，由两个输入端（非反馈端和反馈端）和一个输出端组成。
•在差动放大器中，非反馈端的输入信号被放大器放大，然后通过反馈回到非反馈端，从而形成放大器的反馈机制。
•Op Amp的增益由开环增益和反馈网络的配置决定。
3. 集成运算放大器的主要特性•增益：Op Amp具有非常高的开环增益，通常在105到108之间。
•输入阻抗：Op Amp的输入阻抗非常大，通常在106到1012欧姆之间。
•输出阻抗：Op Amp的输出阻抗非常小，通常在几十欧姆以下。
•带宽：Op Amp的带宽是指在给定增益下能够传输信号的频率范围。
4. 集成运算放大器的应用4.1 可逆放大器•可逆放大器是Op Amp最常见的应用之一，采用负反馈的方式将输出信号的一部分反馈到输入端。
•可逆放大器可以用于放大和滤波等电路，常用的配置包括反向放大器、比例放大器和积分器等。
4.2 比较器•Op Amp可以作为比较器使用，将输入信号与一个参考电压进行比较，输出高电平或低电平。
•比较器广泛应用于电压比较、电压检测和信号切换等电路。
4.3 运算放大器•运算放大器是一种特殊的Op Amp应用，采用负反馈的方式实现各种算术运算。
•常见的运算放大器电路包括加法器、减法器、乘法器和除法器等。
4.4 滤波器•Op Amp可以用于构建各种类型的滤波器，如低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
•滤波器可以用于信号调整、降噪和频谱分析等应用。
5. 集成运算放大器的选择与设计•在选择和设计集成运算放大器时，需要考虑参数如增益、输入阻抗、输出阻抗、带宽和供电电压等。
电子技术模拟电路知识点总结
电子技术模拟电路知识点总结一、模拟电路基础概念模拟电路处理的是连续变化的信号，与数字电路处理的离散信号不同。
在模拟电路中，电压和电流可以在一定范围内取任意值。
这是理解模拟电路的关键起点。
二、半导体器件1、二极管二极管是最简单的半导体器件之一，具有单向导电性。
当正向偏置时，电流容易通过；反向偏置时，电流极小。
二极管常用于整流电路，将交流转换为直流。
2、三极管三极管分为 NPN 型和 PNP 型。
它具有放大电流的作用，通过控制基极电流，可以实现对集电极电流的控制。
三极管在放大电路中应用广泛。
3、场效应管场效应管分为结型和绝缘栅型。
它是电压控制型器件，输入电阻高，噪声小，常用于集成电路中。
三、基本放大电路1、共射放大电路共射放大电路具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，但输入电阻较小，输出电阻较大。
2、共集放大电路共集放大电路又称射极跟随器，电压放大倍数接近 1，但输入电阻高，输出电阻小，具有良好的跟随特性。
3、共基放大电路共基放大电路具有较高的频率响应和较好的高频特性。
四、集成运算放大器集成运算放大器是一种高增益、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合放大器。
1、理想运算放大器特性具有“虚短”和“虚断”的特点。
“虚短”指两输入端电位近似相等，“虚断”指两输入端电流近似为零。
2、运算放大器的应用包括比例运算电路、加法运算电路、减法运算电路、积分运算电路和微分运算电路等。
五、反馈电路反馈可以改善放大器的性能。
1、正反馈和负反馈正反馈会使系统不稳定，但在某些特定情况下，如正弦波振荡器中会用到。
负反馈能稳定放大倍数、改善频率特性等。
2、四种反馈组态电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈，它们对电路性能的影响各不相同。
六、功率放大电路功率放大电路的主要任务是向负载提供足够大的功率。
1、甲类、乙类和甲乙类功率放大电路甲类功放效率低，但失真小；乙类功放效率高，但存在交越失真；甲乙类功放则是介于两者之间。
集成运算放大器乘除运算1111
课程名称：电子线路指导老师：实验名称：集成运算放大器及应用一、实验目的1.了解集成运算放大器的基本使用方法。
2.掌握集成运算放大器构成的比例、加法、减法、对数、反对数及乘除等运算电路。
二、主要仪器设备1.MDZ-2型模拟电子技术实验箱2.实验板及元器件3.直流稳压电源4.万用表三、实验内容在实验中，各实验电路的输入电压均为直流电压，并要求大小和极性可调。
由集成运算放大器构成乘除电路，如下图图所示。
乘除法电路如图所示将三个基本的对数电路适当的组合，再经反对数电路输出可实现乘除运算。
图中IC1，IC2，IC3均为对数电路，IC4可组成反对数电路。
由对数电路及反对数电路可知，U BE4=U BE1+U BE2-U BE3U T ln(I4/I S)= U T ln(I1/I S)+ U T ln(I2/I S)-U T ln(I3/I S)I4=I1I2/I3若R1=R3=R5=R7,则U0=U i1U i2/U i3VD1，VD2，VD3分别为VT1，VT2，VT3的保护二极管。
C1,C2，C3为补偿电容，可防止自激振荡。
IC1~IC4选择7F741M型集成运放，电源电压取 +_15v.VT1~VT4选择9014型三极管，其U CEO=45V，I CM=0.1A。
VD1~VD3选择IN4148型高速开关二极管，其U RM=75V。
取R1=R3=R5=R7=10KΩ，各级限流电阻R2=R4=R6=2KΩ，C1=C2=C3=100PF.按图接线，输入端加直流电压信号U i1，U i2， U i3，并且适当改变它们的值，分别测量相应的U o值，记入表中，并计算U o=U i1*U i2/ U i3四、实验总结1.整理相应的实验数据及结果。
2.总结集成运放构成的乘除运算电路的功能。
3.总结输入电压大小对运放电路工作状态的影响。
五、心得体会1、误差分析：将实验实际所得的公式与代入已知量的理论公式相比较。
2、心得体会。
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4. 理解电压比较器的工作原理和应用。
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2.1.1 集成电路的内部结构框图
反相 输入端
+UCC
输出端
u– u+
同相 输入端
uo
–UEE
输入级 中间级 输出级 输入级：输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰 信号，都采用带恒流源的差放 。 中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的 共发射极放大电路构成。 输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能 力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。
=10 50 (10+50) = 8.3 k
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2.4 同相输入和反相输入放大电路的其它应用
1. 反相加法运算电路 ii2 Ri2 ii1 R i1 R2 if RF 因虚断，i– = 0 所以 ii1+ ii2 = if ui2
ui1
– +
ui 1 u ui 2 u u uo Ri 1 Ri 2 RF
+ uo –
Ri 2 Ri 1 u ui 1 ui 2 Ri 1 Ri 2 Ri 1 Ri 2
Ri2 平衡电阻： Ri1 // Ri2 = R1 // RF
RF Ri 2 Ri 1 uo (1 )( ui 1 ui 2 ) R1 Ri 1 Ri 2 Ri 1 Ri 2
线性区： uo = Auo(u+– u–)
实际特性
非线性区： u+> u– 时， uo = +Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat)
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3. 理想运放工作在线性区的特点
u– u+ i– ∞ – + i+ + 因为 uo = Auo(u+– u– ) uo 所以(1) 差模输入电压约等于 0 即 u+= u– ,称“虚短” (2) 输入电流约等于 0 即 i+= i– 0 ,称“虚断”
u ? ui 1
RF Ri 2 Ri 1 uo (1 )( ui 1 ui 2 ) R1 Ri 1 Ri 2 Ri 1 Ri 2
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方法2：
RF R1 – + u+ +
RF uo (1 )u R1
ui1
ui2 Ri1
u+=?
同相加法运算电路的特点：
1. 输入电阻高； ui1 2. 共模电压高； 3. 当改变某一路输入电阻时， ui2 对其它路有影响；
+ uo –
RF R1 Ri1 Ri2 – + +
+ uo –
RF Ri 2 Ri 1 uo (1 )( ui 1 ui 2 ) R1 Ri 1 Ri 2 Ri 1 Ri 2
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运放举例：LM741
2—反相输入端 3—同相输入端 6—输出端 4—正电源端 7—负电源端 1、5—接调零电位器
7 8 2 ∞ 6
8
7
6
5
741
3 1 4 5
LM741
1 2 3 4
8—闲置端（NC）
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2.1.1 集成运算放大器的特点
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2.4.2 减法运算电路
RF + ui1 + ui2 R2 – – R1 – + + R3
常用做测量 分析方法1： 放大电路 由虚断可得：
+ uo –
R3 u ui 2 R2 R3
R2 // R3 = R1 // RF 如果取 R1 = R2 ，R3 = RF RF 则：uo ( ui 2 ui 1 ) 由虚短可得： u u R1 如 R1 = R2 = R3 = RF R3 RF RF uo (1 ) ui 2 ui1 则：uo ui 2 ui 1 R1 R2 R3 R1 输出与两个输入信号的差值成正比。
⑤ 电压串联负反馈，输入电阻高、输出电阻低，
共模输入电压可能较高。
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当 R1= 且 RF = 0 时， uo = ui ， Auf = 1， 称电压跟随器。 RF 由运放构成的电压跟 R1 随器输入电阻高、输出 – – + + + + uo + 电阻低，其跟随性能比 + uo + + R2 ui射极输出器更好。 – – – ui – 例： 7.5k +15V 左图是一电压跟随器， 电源经两个电阻分压后加 – 15k + + 在电压跟随器的输入端， + RL uo 当负载RL变化时，其两端 15k 电压 uo不会随之变化。 –
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2.2 理想运算放大器及其分析依据 +U
1. 理想运算放大器 Auo ， rid ， ro 0 ， KCMR u– u+ – +
CC
+
–UEE
uo
2. 电压传输特性 uo= f (ui) uo +Uo(sat) 理想特性
O
线性区 u +– u – 录 返回 上一页 下一页
2.3.2 反相放大电路 （1）电路组成 if RF
+ ui – i1 R1 i– – +
（2）电压放大倍数 因虚断，i+= i– = 0 ， 所以 i1 if ui u i u uo i1 f RF R1
+
R2 i+
+ uo –
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+ ui –
– u+ +
+
+ uo –
结论：
① Auf 为正值，即 uo与 ui 极性相同。因为 ui 加 在同相输入端。 ② Auf只与外部电阻 R1、RF 有关，与运放本 身参数无关。 ③ Auf ≥ 1 ，不能小于 1 。 ④ u– = u+ ≠ 0 ，反相输入端不存在“虚地”现象。
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2.3 基本线性运放电路
集成运算放大器与外部电阻、电容、半导体 器件等构成闭环电路后，能对各种模拟信号进 行比例、加法、减法、微分、积分、对数、反 对数、乘法和除法等运算。 运算放大器工作在线性区时，通常要引入深 度负反馈。所以，它的输出电压和输入电压的 关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构和 参数，而与运算放大器本身的参数关系不大。 改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以 实现不同的运算。
uo uo uo
R3 RF RF (1 ) ui 2 ui 1 R1 R2 R3 R1
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2.4.4 积分和微分电路
电压传输特性 uo +Uo(sat) 线性区
O
u +– u – –Uo(sat)
Auo越大，运放的 线性范围越小，必 须加负反馈才能使 其工作于线性区。
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4. 理想运放工作在饱和区的特点 uo 电压传输特性 +Uo(sat) 饱和区 u +– u –
O
–Uo(sat) (1) 输出只有两种可能, +Uo(sat) 或–Uo(sat) 当 u+> u– 时， uo = + Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat) 不存在 “虚短”现象 (2) i+= i– 0,仍存在“虚断”现象
③ | Auf | 可大于 1，也可等于 1 或小于 1 。
④ 因u–= u+= 0 ， 所以反相输入端“虚地”。
⑤ 电压并联负反馈，输入、输出电阻低，
ri = R1。共模输入电压低。
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例：电路如下图所示，已知 R1= 10 k ，RF = 50 k 。 求：1. Auf 、R2 ； 2. 若 R1不变，要求Auf为 – 10，则RF 、 R2 应为 多少？ RF 解：1. Auf = – RF R1
+ uo – 因虚短, u–= u+= 0
平衡电阻： R2= Ri1 // Ri2 // RF
+
uo ui 1 ui 2 故得 Ri 1 Ri 2 RF
RF RF uo ( ui1 ui 2 ) Ri1 Ri 2
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2. 同相加法运算电路 RF R1 ui1 ui2 Ri1 – + +
特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸
Auo 高: 80dB~140dB rid 高: 105 ~ 1011 ro 低: 几十 ~ 几百 KCMR高: 70dB~130dB
+UCC
集成运放的符号：
+UCC
u– 。 u+ 。
– + +
–UEE
。 uo
u– u+
+ –UEE
uo
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方法1: 根据叠加原理 ui1单独作用(ui2＝0)时，
RF uo (1 )u Ri2 R1 同理，ui2单独作用时 RF Ri 2 RF Ri1 (1 ) ui 1 (1 uo ) ui 2 R1 Ri 1 Ri 2 R1 Ri 1 Ri 2