一、 电路原理分析与计算
1. 反相比例运算电路
输入信号从反相输入端引入的运算,便是反相运算。反馈电阻RF跨接在输出端和反相输入端之间。根据运算放大器工作在线性区时的虚开路原则可知:i-=0,因此i1=if。电路如图1所示,
RF100kΩR124V312 V XMM1U1A110kΩ38TL082CDV1500mV R29.1kΩV212 V 图1
根据运算放大器工作在线性区时的虚短路原则可知:u-=u+=0。 由此可得: u0??因此闭环电压放大倍数为:
Auo?uoRf?? uiR1Rfui R12. 同相比例运算电路
输入信号从同相输入端引入的运算,便是同相运算。电路如图2所示,
RF10kΩV312 V XMM14U1A1238TL082CDR210kΩUi1100mV V212 V
图2
根据运算放大器工作在线性区时的分析依据:虚短路和虚开路原则
因此得: uo?(1?Rf)ui R1
开环电压放大倍数 Auf?uoRf?1? uiR13. 反相输入加法运算电路
在反相输入端增加若干输入电路,称为反向输入加法运算电路。电路如图3
所示,
RF100kΩR310kΩR124V312 V XMM1U1A110kΩ38TL082CDUi1100mV Ui2200mV R24.7kΩV212 V 图3
计算公式如下,
uo??Rf(u1u2?) R1R2平衡电阻R2?Rf//R1//R3,当Rf?R1?R3时,输出电压u0??(u1?u2)
4. 减法运算电路
减法运算电路如图4所示,输入信号ui1、ui2分别加至反相输入端和同相输入端,这种形式的电路也称为差分运算电路。
V312 V XMM142RF100kΩR1R3Ui1100mV 10kΩ38U1A110kΩUi2200mV R2100kΩTL082CDV212 V
图4
输出电压为:
uo?(1?RfR2Rf)ui2?ui1 R1R2?R3R1当R1?R2?R3?Rf时,输出电压uo?ui2?ui1
5. 微分运算电路
微分运算电路如图5所示,
R215kΩC222nFXFG1V3+A_+B_Ext Trig+_XSC1R11kΩC12412 V 122nF3U1A8TL082CDV212 V
图5
电路的输出电压为uo为:
dui dt 式中,R2C1为微分电路的时间常数。若选用集成运放的最大输出电压为UOM,则R2C1的值必须满足:
UOM R2C1??dui()maxdtuo??R2C16. 积分运算电路
积分运算电路如图6所示,
C1XFG110uFV3+A_XSC1Ext Trig+_B+_R12412 V 110kΩ3U1A8TL082CDR350kΩV212 V 图6
其输出电压uo为:
1uidt ?R1C1 式中,R1C1为电路的时间常数。由于受到集成运放最大输出电压UOM的限制,选择R1、C1参数3,其值必须满足:
1R1C1??uidt
UOM?uo??7. 二阶低通滤波电路
二阶低通滤波电路如图7所示,
R327.4kΩV3C247nFR110kΩV1120 Vrms 60 Hz 0° R210kΩC147nFR424XBP112 V 147.5kΩ3U1A8INOUTTL082CDV212 V 图滤波电路的传递函数为:
A(s)?s?27 Auf?n2?nQ,s?j?n
2s??n通带增益 Auf?1?R3 R4