教材：童詩白、華成英《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第五版） 高等教育出版社

視頻教材：

第6章?信號的運算和處理

6.1.?基本運算電路

（1）　在運算電路中，以輸入電壓為自變量，以輸出電壓作為函數(shù)；當輸入電壓變化時，輸出電壓將以一定的數(shù)學規(guī)律變化，即輸出電壓反映輸入電壓某種運算的結(jié)果。

（2）　運算電路是構(gòu)成其它集成運放應用電路的基礎(chǔ)電路。

6.1.1 概述

一、電路的組成

（1）運算電路中集成運放工作在線性工作區(qū)：uo=Aod（up - uN）

（2）電路特征：引入電壓負反饋

二、“虛短”和“虛斷'是分析運算電路的基本出發(fā)點。

（1）分析運算電路中均設(shè)集成運放為理想運放，因而兩個輸入端的凈輸入電壓和凈輸入電流均為零，即”虛短“和”虛斷“。

（2）在運算電路中，輸入電壓和輸出電壓均對“地”而言。

（3）求解運算關(guān)系式時，多采用節(jié)點電流法，對于多輸入的電路，可采用疊加定理。

6.1.2? 比例運算電路

一、反相比例運算電路

（1）基本電路

①　輸出電壓與輸入電壓成比例關(guān)系，比例系數(shù)為 - Rf/R，負號表示反相。

②　R’為補償電阻，作用為保證集成運放輸入級差分放大電路外接電阻對稱性；阻值為輸入端接地時反相輸入端的總等效電阻，圖中R‘阻值為??R//Rf?。

③　輸入電阻為R（輸入端和虛地之間看進去的等效電阻），輸出電阻為0（深度電壓負反饋）。

④　如果Rf過大，噪聲大且會影響比例系數(shù)。可用T型網(wǎng)絡取代Rf達到使用阻值不大就能獲得同樣的比例系數(shù)。

（2）T型網(wǎng)絡反相比例運算電路

①　該電路用T型網(wǎng)絡取代Rf，電路如圖。

②　輸出電壓與輸入電壓關(guān)系如圖。

③　該電路使用了阻值較小的電阻，達到數(shù)值較大的比例系數(shù)，并且有較大的輸入電阻。

④　為保證電路有足夠的反饋深度，應選用開環(huán)增益更大的集成運放。

二、同相比例運算電路

①　電路引入了電壓串聯(lián)負反饋，輸入電阻無窮大，輸出電阻為零。

②　比例系數(shù)為（1+Rf/R）。

③　電路中集成運放有共模輸入，所以為了提高精度，應該選用高共模抑制比的集成運放。

三、電壓跟隨器

反饋系數(shù)和比例系數(shù)都為1，即輸出電壓等于輸入電壓。????

（1）對于單一信號作用的運算電路，在分析運算關(guān)系時，應先列出關(guān)鍵節(jié)點的電流方程，所謂關(guān)鍵節(jié)點指那些與輸入電壓和輸出電壓產(chǎn)生關(guān)系的節(jié)點；然后根據(jù)虛短和虛斷的原則，進行整理，即可得到輸出電壓和輸入電壓的運算關(guān)系。

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6.1.3.?加減運算電路

一、求和運算電路

（1）反相求和運算電路

①　輸入電壓與輸出電壓關(guān)系如圖。

②　可使用疊加定理分析多輸入電路，首先分別求出各輸入電壓單獨作用時的輸出電壓，然后將他們相加，便得到所有信號共同作用時輸出電壓與輸入電壓的運算關(guān)系。

③　多信號源的電路，各信號源為運算電路提供的輸入電流各不相同，表明從不同的輸入端看進去的等效電阻不同，即輸入電阻不同。

（2）同相求和運算電路

①? ? 只有同相輸入端與反相輸入端的等效電阻一樣，即uP=uN，輸出電壓才為uo?=?Rf?*（uI1/R1?+?uI2/R2?+?uI3/R3）?，否則為uo?=?Rf?* RP?/?RN*（uI1/R1?+?uI2/R2?+?uI3/R3）。輸入電壓與輸出電壓關(guān)系如圖。

②　對于不同的運算電路，應選用不同的分析方法，以簡化求解過程，并獲得簡潔的表達式。

二、加減運算電路

①? ??輸入電壓與輸出電壓關(guān)系如圖。

②　若電路只有兩個輸入，且參數(shù)對稱，那么電路實現(xiàn)了對輸入差模信號的比例運算。

?③　使用單個集成運放構(gòu)成的加減運算電路中，電阻的選取和調(diào)整不方便；對于每個信號源的輸入電阻均較小，因此必要時可采用兩級電路。

④　從兩級的加減運算電路的組成可以看出，無論對于哪個輸入信號，輸入電阻均可認為無窮大。