7.2 運(yùn)算電路

7.2.1：比例運(yùn)算電路

定義：將輸入信號(hào)按比例放大的電路，稱(chēng)為比例運(yùn)算電路。 分類(lèi)：反向比例電路、同相比例電路、差動(dòng)比例電路。（按輸入信號(hào)加入不同的輸入端分） 比例放大電路是集成運(yùn)算放大電路的三種主要放大形式：

(1) 反向比例電路

輸入信號(hào)加入反相輸入端,電路如圖(1)所示:

輸出特性：因?yàn)椋?/span> ，

         

所以：

從上式我們可以看出：Uo與Ui是比例關(guān)系，改變比例系數(shù) ，即可改變Uo的數(shù)值。負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓極性相反。

反向比例電路的特點(diǎn)：

(1) 反向比例電路由于存在"虛地",因此它的共模輸入電壓為零.即:它對(duì)集成運(yùn)放的共模抑制比要求低。

(2) 輸入電阻低:r_i=R₁.因此對(duì)輸入信號(hào)的負(fù)載能力有一定的要求。

(2)同相比例電路

輸入信號(hào)加入同相輸入端,電路如圖(2)所示:

輸出特性：因?yàn)椋?/span> （虛短但不是虛地）； ；

所以： 改變R_f/R₁即可改變Uo的值，輸入、輸出電壓的極性相同

同相比例電路的特點(diǎn)：

(1)輸入電阻高；(2)由于 (電路的共模輸入信號(hào)高)，因此

集成運(yùn)放的共模抑制比要求高

(3)差動(dòng)比例電路

輸入信號(hào)分別加之反相輸入端和同相輸入端,電路圖如圖(3)所示:

它的輸出電壓為：

由此我們可以看出它實(shí)際完成的是：對(duì)輸入兩信號(hào)的差運(yùn)算。

7.2.2：和、差電路

(1)反相求和電路

它的電路圖如圖(1)所示:（輸入端的個(gè)數(shù)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整）其中電阻R'

為:

它的輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系為：

它可以模擬方程： 。它的特點(diǎn)與反相比例電路相同。它可十

分方便的某一電路的輸入電阻，來(lái)改變電路的比例關(guān)系，而不影響其它路的比例關(guān)系。

（2）同相求和電路

它的電路圖如圖（2）所示：（輸入端的個(gè)數(shù)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整）

它的輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系為： 。它的調(diào)節(jié)不如反相求和電路，而且它的共模輸入信號(hào)大，因此它的應(yīng)用不很廣泛。

（3）和差電路

它的電路圖如圖(3)所示： 此電路的功能是對(duì)U_i1、U_i2進(jìn)行反相求和，對(duì)U_i3、U_i4進(jìn)行同相求和，然后進(jìn)行的疊加即得和差結(jié)果。

此電路的功能是對(duì)U_i1、U_i2進(jìn)行反相求和，對(duì)U_i3、U_i4進(jìn)行同相求和，然后進(jìn)行的疊加即得和差結(jié)果。

它的輸入輸出電壓的關(guān)系是： 。

由于該電路用一只集成運(yùn)放，它的電阻計(jì)算和電路調(diào)整均不方便，因此我們常用二級(jí)集成運(yùn)放組成和差電路。它的電路圖如圖（4）所示

它的輸入輸出電壓的關(guān)系是：

它的后級(jí)對(duì)前級(jí)沒(méi)有影響（采用的是理想的集成運(yùn)放），它的計(jì)算十分方便

7.2.3：積分電路和微分電路

(1)積分電路

它可實(shí)現(xiàn)積分運(yùn)算及產(chǎn)生三角波形等。積分運(yùn)算是：輸出電壓與輸入電壓呈積分關(guān)系。它的電路圖如圖(1)所示：它是利用電容的充放電來(lái)實(shí)現(xiàn)積分運(yùn)算

它的輸入、輸出電壓的關(guān)系為： 其中: 表示電容兩端的初始電壓值.如果電路輸入的電壓波形是方形，則產(chǎn)生三角波形輸出.

(2)微分電路

微分是積分的逆運(yùn)算，它的輸出電壓與輸入電壓呈微分關(guān)系。電路圖如圖（2）所示:

它的輸入、輸出電壓的關(guān)系為：

7.2.4：對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路

對(duì)數(shù)運(yùn)算電路就是是輸出電壓與輸入電壓呈對(duì)數(shù)函數(shù)。我們把反相比例電路中R_f用二極管或三級(jí)管代替級(jí)組成了對(duì)數(shù)運(yùn)算電路。電路圖如圖（3）所示：

它的輸入、輸出電壓的關(guān)系為： （也可以用三級(jí)管代替二極管）.

 

(2)指數(shù)運(yùn)算電路

指數(shù)運(yùn)算電路是對(duì)數(shù)運(yùn)算的逆運(yùn)算,將指數(shù)運(yùn)算電路的二極管(三級(jí)管)與電阻R對(duì)換即可。電路圖如(4)所示

 

它的輸入、輸出電壓的關(guān)系為：

利用對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算以及比例，和差運(yùn)算電路，可組成乘法或除法運(yùn)算電路和其它非線(xiàn)性運(yùn)算電路。