運(yùn)算電路

集成運(yùn)放是一個(gè)已經(jīng)裝配好的高增益直接耦合放大器，加接反饋網(wǎng)絡(luò)以后，就組成了運(yùn)算電路特點(diǎn) 運(yùn)算電路的輸入輸出關(guān)系，僅僅決定于反饋網(wǎng)絡(luò);因此只要選取適當(dāng)?shù)姆答伨W(wǎng)絡(luò)，就可以實(shí)現(xiàn)所需要的運(yùn)算功能，如比例、加減、乘除、微積分、對(duì)數(shù)等。2 這樣的運(yùn)算電路，被廣泛地應(yīng)用于對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行 各種數(shù)學(xué)處理，稱之為模擬運(yùn)算電路。3 模擬運(yùn)算電路通常表現(xiàn)輸入/輸出電壓之間的函數(shù)關(guān)系

運(yùn)算電路經(jīng)典基本電路圖

(1)反相比例運(yùn)算電路

電路如下圖所示，其中電阻R引入反相輸入信號(hào)Ui，電阻Rf引入深度負(fù)反饋，使運(yùn)放工作于線性區(qū)，根據(jù)前述的兩個(gè)分析依據(jù)，很容易可以推出：

Up = Un = 0V(即同相和反相輸入端皆為虛地)

Au = Uo / Ui = - Rf / R

由式可知為反相比例運(yùn)算電路，

若Rf = R，則Au =-1，即為反相器。

(2)同相比例運(yùn)算電路

電路如上圖所示，圖中電阻R’引入同相輸入信號(hào)Ui，電阻Rf引入深度負(fù)反饋，使運(yùn)放工作于線性區(qū)，根據(jù)前述的兩個(gè)分析依據(jù)，很容易可以推出

Up = Un = Ui

Au = Uo / Ui = 1+ Rf / R

由式可知為同相比例運(yùn)算電路。若Rf =0或 R= ∞，則Au =1，即為電壓跟隨器。參見下圖『電壓跟隨器』

(3)反相求和運(yùn)算電路

如果在反相輸入端增加若干輸入電路

(如下圖所示)，則構(gòu)成反相求和(加法)運(yùn)算電路。同樣容易得出，當(dāng)R1 = R2 = R3 = Rf時(shí)，Uo = -(Ui1+Ui2+Ui3)

(4)同相求和運(yùn)算電路

如果在同相輸入端增加若干輸入電路(如左圖所示)，則構(gòu)成同相求和運(yùn)算電路。

容易得出，分析此電路時(shí)可先運(yùn)用節(jié)點(diǎn)電壓法求出Up，則Uo = (1+Rf / R) x Up。

(5)差分比例運(yùn)算電路

如果在同相和反相輸入端分別加上輸入信號(hào)(如左圖所示)，則構(gòu)成差分比例運(yùn)算電路。

分析此電路可得，Uo = (Ui2- Ui1) x Rf / R。

若使Rf = R，則Uo = Ui2 -Ui1，即為減法運(yùn)算。

(6)積分運(yùn)算電路

與反相比例運(yùn)算電路相比，用電容C代替電阻Rf作為負(fù)反饋元件(如左圖所示)，就成為積分運(yùn)算電路。

容易得出，Uo = -1/(RC)&TImes;∫Ui dt， 其中RC為積分時(shí)間常數(shù)。