? ? ?集成運算放大電路的比例運算工作原理
1、反相輸入
輸入信號從反相輸入端引入的運算便是反相運算。
圖1所示是反相比例運算電路。輸入信號
經(jīng)輸入端電阻
送到反相輸入端,而同相輸入端通過電阻
接“地”。反饋電阻
跨接在輸出端和反相輸入端之間。
根據(jù)運算放大器工作在線性區(qū)時的兩條分析依據(jù)可知:

由圖1可列出


由此得出
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閉環(huán)電壓放大倍數(shù)則為
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圖1 反相比例運算電路
上式表明,輸出電壓與輸入電壓是比例運算關系,或者說是比例放大的關系。如果
和
的阻值足夠精確,而且運算放大器的開環(huán)電壓放大倍數(shù)很高,就可以認為
和
間的關系只取決于
與
的比值而與運算放大器本身的參數(shù)無關。這就保證了比例運算的精度和穩(wěn)定性。式中的負號表示
與
反相。
圖中的
是一平衡電阻,
,其作用是消除靜態(tài)基極電流對輸出電壓的影響。
在圖1中,當
時,則由式(1)和(2)可得
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這就是反相器
2、同相輸入
輸入信號從同相輸入端引入的運算便是同相運算。
圖2所示是同相比例運算電路,根據(jù)理想運算放大器工作在線性區(qū)時的分析依據(jù):
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由圖2可列出

由此得出
(4)
閉環(huán)電壓放大倍數(shù)則為
?。?)
可見
與
間的比例關系也可認為與運算放大器本身的參數(shù)無關,其精度和穩(wěn)定性都很高。式中
為正值,這表示
與
同相,并且
總是大于或等于1,不會小于1,這點和反相比例運算不同。
當
(斷開)或
時,則
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這就是電壓跟隨器。
例1、試計算圖3中
的大小。


圖2同相比例運算電路 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖3 例1的圖
解:
圖3是一電壓跟隨器,電源+15V經(jīng)兩個15kΩ的電阻分壓后在同相輸入端得到+7.5V的輸入電壓,故
。
由本例可見,
只與電源電壓和分壓電阻有關,其精度和穩(wěn)定性較高,可作為基準電壓。
例2、在圖4所示的兩級運算電路中,
。若輸入電壓
,試求輸出電壓
,并說明輸入級的作用。

圖4 例2的圖
解:
輸入級
是電壓跟隨器,它是串聯(lián)電壓負反饋電路,其輸入電阻很高,能起到減輕信號源負擔的作用。它的輸出電壓,
,作為輸出級
的輸入。
是反相比例運算電路,可得
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