2022-2023学年高二物理竞赛课件：T形反馈网络反相比例运算电路

T形反馈网络反相比例运算电路 2 T形反馈网络反相比例运算电路 输入电阻 因为R3的引入使反馈系数减小，所以为保证足够的反馈深度，应选用开环增益更大的集成运放。 A － ＋ N uI R5 uO i2 R4 R1 R2 R3 i3 i4 M i1 利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数。 3 集成运放有共模输入电压 A － ＋ N + uP uN uI R’ uO iF Rf iR R + + - uF 二、同相比例运算电路 ∵ ∴ 4 三、电压跟随器 A － ＋ uI R uO Rf A － ＋ uI uO 电压串联负反馈，反馈系数F为1，Ro=0，Ri=∞ 同相输入比例运算电路的特例 集成运放有共模输入电压 5 6.1.3 加减运算电路 实现多个输入信号按各自不同的比例求和或求差的电路统称为加减运算电路。 一、求和运算电路 １.反相求和运算电路 uo A － ＋ N R4=R1//R2//R3//Rf iF Rf uI3 i3 R3 uI2 i2 uI1 i1 R2 R1 方法一：节点电流法 6 方法二：利用叠加原理 首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压，然后将所有结果相加，即得到所有输入信号同时作用时的输出电压。 １.反相求和运算电路 7 利用叠加原理求解： 令uI2= uI3=0，求uI1单独作用时的输出电压 在求解运算电路时，应选择合适的分析方法，使运算结果简单明了，易于计算。 同理可得， uI2、 uI3单独作用时的uO2、 uO3，形式与uO1相同， uO =uO1+uO2+uO3 。 物理意义清楚，计算过程麻烦！ 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf 2.同相求和运算电路 8 2.同相求和运算电路 利用节点电流法求解： 必不可少吗？ 与反相求和运算电路的结果差一负号 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf 9 A － ＋ R5 uO Rf uI3 R3 uI2 uI1 R2 R1 uI4 R4 A － ＋ R5 uO1 Rf uI3 R3 uI2 uI1 R2 R1 uI4 R4 A － ＋ R5 uO2 Rf uI3 R3 uI2 uI1 R2 R1 uI4 R4 二、加减运算电路 假设R1//R2//Rf= R3//R4//R5 利用求和运算电路的分析结果 若R1∥ R2∥ Rf≠ R3∥ R4 ∥ R5，uO＝? 10 A － ＋ Rf uO Rf uI2 uI1 R R 若电路只有两个输入，且参数对称 缺点：一是电阻的选取和调整不方便，二是对于每个信号源，输入电阻均较小。因此，必要时可采用两级电路。 A1 － ＋ R1 uO1 Rf1 uI1 R2 uI2 A2 － ＋ R3 uO Rf2 R4 若R1=Rf2， R3 = Rf1，则 实现了差分比例放大电路 11 例：设计一个加减运算电路， 使uO=10uI1+ 8uI2 - 20uI3 1、用单运放实现，Rf=240k； 2、用双运放实现，要求输入信号全部从反相端输入，设两运放的反馈电阻Rfl=Rf2=120kΩ 解: 1、用单运放： (1) 画电路： 系数为负的信号从反相端输入，系数为正的信号从同相端输入。 A － ＋ R4 uO Rf uI2 R2 uI3 R3 uI1 R1 12 (2) 求各电阻值。 uO=10uI1+ 8uI2 - 20uI3 A － ＋ R4 uO Rf uI2 R2 uI3 R3 uI1 R1 $