详细解析集成运算放大电路比例运算的工作原理

详细解析集成运算放⼤电路⽐例运算的⼯作原理

⽬录

1、⼯作原理

1、反相输⼊

输⼊信号从反相输⼊端引⼊的运算便是反相运算。

上图所⽰是反相⽐例运算电路。输⼊信号u1经过输⼊端电阻R1送到反相输⼊端。同向输⼊端通过电阻R2接地。反馈电阻跨接在输出端和反相输⼊端之间。

分析电路：

根据运算放⼤器⼯作在线性区时的两条分析依据：虚短和虚断的概念

i1 = iF，u- = u+ = 0。

i1 = u1/R1

iF = (0 - u0)/RF = -u0/RF

因此 u1/R1 = -u0/RF

u0/u1 = -RF/R1

总结：

输出电压和输⼊电压是⽐例运算关系。如果R1 和 RF的阻值⾜够精确，并且运算放⼤器的开环电压放⼤倍数很⾼，就可以认为u0 和 u1之间的关系只取决于RF和R1的⽐值和运算放⼤器本⾝的参数没有关系。式中的负号表⽰u0和u1反相。

图中的R2是⼀平衡电阻，R2 = R1//RF，其作⽤是消除静态基极电流对输出电压的影响。当RF = R1时，

u0 = -u1，这就是反相器。

2、同向输⼊

输⼊信号从同向端输⼊的运算便是同相运算。

输⼊信号从同相输⼊端引⼊的运算便是同相运算。根据理想运算放⼤器⼯作在线性区时的分析依据：i1 = iF

u- = u+ = u1

i1 = -u1/R1

电压跟随器电路图iF = (u1 - u0) / RF

-u1/R1 = (u1 - u0) / RF

因此：u0/u1 = 1 + RF/R1

2、实际运⽤

1、计算下图中u0的电压⼤⼩

分析：电源+15V 经过两个电阻分压后，在同相输⼊端得到+7.5V的输⼊电压。根据虚短可知，u- = u+ = 7.5V。根据虚断可知i- = i+ = 0。此时u0+ = 7.5V电压才可以保证i- = 0。因此这是个电压跟随器。

2、在下图所⽰的两级运算电路中，R1 = 50k欧 RF = 100k欧。如果输⼊电压为1V，求输出电压u0.

分析：输⼊级A1是电压跟随器。它是串联电压负反馈电路，其输⼊电阻很⾼，能起到减轻信号源负担的作⽤。他的输出电压，u01 = u1 = 1V，作为输出级A2的输⼊。A2是反相⽐例运算电路，可得： u0 = -RF/R1 * u01 = -2V。

3、实际项⽬中的运⽤，输⼊端是⼀个能量计探头，它可以根据能量输出⼀个0~5V的模拟电压信号。

这个电压信号经过A电压跟随器，产⽣跟随电压UA后，作为B的输⼊。B是同相⽐例运算电路,B产⽣的电压信号被AD采集进⾏计算。根据计算可以推导出U（E_Input）/

U(Energy_AD) = 5.6/3.6。

本文发布于:2024-09-24 16:30:38，感谢您对本站的认可！

标签：电压运算输出电路电阻信号计算跟随

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