比例运算电路

比例运算电路前言本文将分析同相比例运算电路和反相比例运算电路 运算电路基于通用型集成运放

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前言

本文将分析同相比例运算电路和反相比例运算电路,运算电路基于通用型集成运放。本文从输入电阻、放大倍数、对称性、功能性等方面分析。


以下是本篇文章的正文内容

一、反相比例运算电路

1.一般反相比例运算电路

2.T形反馈网络反相比例运算电路

如果要求输入电阻为100K,放大倍数为-100倍,根据公式 R f Rf Rf应为1M,这么大的电阻在反馈网络中会引入噪声从而影响输出波形。增大放大倍数有两种方法,增大反馈电阻或者增大反馈电流,如果需要1M以上反馈电阻,最好是增大反馈电流。
如下图所示的T形反馈网络。
图1.2.1
i 1 = i 2 i1 = i2 i1=i2 R i − 0 R 1 \frac {Ri-0}{R1} R1Ri0 = 0 − u m R 2 \frac {0-um}{R2} R20um ,所以 u m = − R 2 R 1 u i um = -\frac {R2}{R1}ui um=R1R2ui
i 3 = − u m R 3 i3 = -\frac {um}{R3} i3=R3um
u o = u m − ( i 3 + i 4 ) R 4 uo = um – (i3+i4)R4 uo=um(i3+i4)R4
化简得, u o = − R 2 + R 4 R 1 ( 1 + R 2 / / R 4 R 3 ) u i uo = -\frac {R2+R4}{R1}(1+\frac{R2//R4}{R3})ui uo=R1R2+R4(1+R3R2//R4)ui





由于输出是反相,所以 i 3 i3 i3方向是从下往上,即 i f if if增加了 i 3 i3 i3。同样为了保证对称性, R 5 R5 R5应等于反向端等效电阻。

二、同相比例运算电路

1.一般同相比例运算电路

2.分压同相比例运算电路

一般的同相比例运算电路, u o = ( 1 + R f R ) u i uo=(1+\frac{Rf}{R})ui uo=(1+RRf)ui。如果要缩小 u i ui ui,根据公式无法实现。此时需要从输入端进行分压,如下图所示。
图2.2.1
u n = u p = R 2 R 2 + R u i un=up=\frac{R2}{R2+R}ui un=up=R2+RR2ui
为保证对称性, R = R 1 R=R1 R=R1 R 2 = R f R2=Rf R2=Rf,所以 u n = u p = R f R f + R 1 u i un=up=\frac{Rf}{Rf+R1}ui un=up=Rf+R1Rfui
u o = ( 1 + R f R 1 ) u n = ( R f + R 1 R 1 ) u n uo=(1+\frac{Rf}{R1})un=(\frac{Rf+R1}{R1})un uo=(1+R1Rf)un=(R1Rf+R1)un
u o = R f R 1 u i uo=\frac{Rf}{R1}ui uo=R1Rfui
这时改变阻值就有能使uo<ui





3.电压跟随器


结语


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