反相输入放大电路如图1所示,信号电压通过电阻R1加至运放的反相输入端,输出电压vo通过反馈电阻Rf反馈到运放的反相输入端,构成电压并联负反馈放大电路。R ¢为平衡电阻应满足R ¢= R1//Rf。
利用虚短和虚断的概念进行分析,vI=0,vN=0,iI=0,则
图 1 反相比例运算电路
∴
该电路实现反相比例运算。 反相放大电路有如下特点
1.运放两个输入端电压相等并等于0,故没有共模输入信号,这样对运放的共模抑制比没有特殊要求。
2.vN= vP,而vP=0,反相端N没有真正接地,故称虚地点。
3.电路在深度负反馈条件下,电路的输入电阻为R1,输出电阻近似为零。
二、同相比例运算电路
同相输入放大电路如图1所示,信号电压通过电阻 RS加到运放的同相输入端,输出电压vo通过电阻R1
和Rf反馈到运放的反相输入端,构成电压串联负反馈放大电路。
根据虚短、虚断的概念有vN= vP= vS,i1= if
图 1 同相比例运算电路
于是求得
所以该电路实现同相比例运算。 同相比例运算电路的特点如下 1.输入电阻很高,输出电阻很低。
2.由于vN= vP= vS,电路不存在虚地,且运放存在共模输入信号,因此要求运放有较高的共模抑制比。
三、加法运算电路
图1所示为实现两个输入电压vS1、vS2的反相加法电路,该电路属于多输入的电压并联负反馈电路。由于电路存在虚短,运放的净输入电压vI=0,反相端为虚地。利用vI=0,vN=0和反相端输入电流iI=0的概念,则有
图 1 加法运算电路
或 由此得出
若R1= R2= Rf,则上式变为 –vO= vS1+ vS2
式中负号为反相输入所致,若再接一级反相电路,可消去负号,实现符 合 常规的算术加法。该加法电路可以推广到对多个信号求和。
从运放两端直流电阻平衡的要求出发,应取R´=R1//R2//Rf。
四、减法运算电路
1、反相求和式运算电路 图1所示是用加法电路构成的减法电路,第一级为反相比例放大电路,若Rf1=R1,则vO1= –vS1;第二级为反相加法电路,可以推导出
图 1 反相求和式减法电路
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