1、同相比例和反相比例一、反相比例運算放大電路反相輸入放大電路如圖 1所示，信號電壓通過電阻R1加至 圖1反相比例運運放的反相輸入端，輸出電壓 vo通過反饋電阻Rf反饋到運放的 算電路 反相輸入端，構成電壓并聯負反饋放大電路。R劭平衡電阻應滿足R收R1/Rf。 1I利用虛短和虛斷的I念進行分析，vI=0, vN=0, iI=0,則!s =JFVS% 即'''I'1&vo=-yvs 1該電路實現反相比例運算。反相放大電路有如下特點1 .運放兩個輸入端電壓相等并等于0,故沒有共模輸入信號，這樣對運放的共模抑制比沒有特殊要求。2 . vN= vP ,而vP=0 ,

2、反相端N沒有真正接地，故稱虛地點。3 .電路在深度負反饋條件下，電路的輸入電阻為R1,輸出電阻近似為零。二、同相比例運算電路同相輸入放大電路如圖 1所示，信號電壓通過電阻RS加到 圖1同相比例運算電路運放的同相輸入端，輸出電壓 vo通過電阻R1和Rf反饋到運放 的反相輸入端，構成電壓串聯負反饋放大電路。根據虛短、虛斷的概念有 vN= vP= vS, i1= if于是求得所以該電路實現同相比例運算。同相比例運算電路的特點如下1 .輸入電阻很高，輸出電阻很低。2 .由于vN= vP= vS,電路不存在虛地，且運放存在共模輸入信號，因此要求運放有 較高的共模抑制比。三、加法運算電路圖1所示為實現兩個

3、輸入電壓 vS1、vS2的反相加法電路，該電 路屬于多輸入的電壓并聯負反饋電路。由于電路存在虛短，運放的凈輸入電壓vI=0,反相端為虛地。利用 vI=0, vN=0和反相端輸入電流i 圖1加法運1=0的概念，則有算電路一+ =-或 二,二由此得出若 R1= R2= Rf,則上式變為 -vO= vS1+ vS2式中負號為反相輸入所致，若再接一級反相電路，可消去負號，實現符合 常規的算術加法。該加法電路可以推廣到對多個信號求和。從運放兩端直流電阻平衡的要求出發，應取R'=R1R2/Rf。四、減法運算電路1、反相求和式運算電路圖1所示是用加法電路構成的減法電路，第一級為反相比例放大電路，若

4、Rf1=R1,則vO1=、S1;第二級為反相加法電路，可以推導出圖1反相求和式減法電路若取 R2= Rf2,貝U vO = vS1、S2vS1、vS2的共模電由于兩個運放構成的電路均存在虛地，電路沒有共模輸入信號，故允許 壓范圍較大。2、差分式減法電路差分式減法電路圖1所示電路可以實現兩個輸入電壓vS1、vS2相減，在理想情況下，電路存在虛短和虛斷，所以有vI=0, iI=0,由此得下列方程式：丁一丁圖1% 一4J及 二 ,二& +凡 &&.I一"二（一一 篇小由于vN=vP,可以求出*1% +為 5色=&v0 = （VS2 -vsl）若取用風,則上式

5、簡化為與即輸出電壓vO與兩輸入電壓之差（vS2S2）成比例，其實質是用差分式放大電路 實現減法功能。差分式放大電路的缺點是存在共模輸入電壓。因此為保證運算精度應當選擇共模抑制 比較高的集成運放。差分式放大電路也廣泛應用于檢測儀器中，可以用多個集成運放構成性能更好的差分式放大電路。五、積分電路圖1a所示為基本積分電路。其輸出電壓與輸入電壓成積分運算關系。匕I1二 4 二利用虛地白概念：vI=0, iI=0,則有R即是電容C的充電電流，即二二4r(s)式中vo(t1)為t1時刻電容兩端的電壓值，即初始值。積分運算電路的輸出-輸入關系也常用傳遞函數表示為假設輸入信號vs是階躍信號，且電容 C初始電壓

6、為零，則當t>0時輸出電壓vO與時間t的關系如動畫所示。對于實際的積分電路，由于集成運放輸入失調電壓、輸入偏置電流和失調電流的影響， 常常會出現積分誤差，可選用VIO、Im、IIO較小和低漂移的運放，或選用輸入級為FET組碩BiFET運放。積分電容器的漏電流也是產生積分誤差的原因之一，因此，選用泄漏電阻大的電容器，如薄膜電容、聚苯乙烯電容器以減少積分誤差。圖1所示的積分器可用作顯示器的掃描電路 或將方波轉換為三角波等。六、微分電路1 .基本微分電路微分是積分的逆運算，將基本積分電路中的電阻和電容元件位置互換，便得到圖 1所示的微分電路。圖在這個電路中，同樣存在虛地和虛斷，因此可得1d”上

7、式表明，車出電壓 vO與輸入電壓的微分擊 成正比。圖當輸入電壓vS為階躍信號時，考慮到信號源總存在內阻，在 t=0時，輸出電壓 2 仍為一個有限值，隨著電容器C的充電。輸出電壓vOo將逐漸地衰減，最后趨近于零， 如圖2所示。2 .改進型微分電路圖3當輸入電壓為正弦信號 vS=sinwt時，則輸出電壓 vO= -RCw cos wt。此時vO的 輸出幅度將隨頻率的增加而線性地增加。說明微分電路對高頻噪聲特別敏感，故它的抗干擾能力差。另外，對反饋信號具有滯后作用的RC 環節，與集成運放內部電路的滯后作用疊架在一起，可能引起自激振蕩。再者vS 突變時，輸入電流會較大，輸入電流與反饋電阻的乘積可能超過集成運主