2022-2023学年高二物理竞赛课件：同相求和运算电路

同相求和运算电路 2 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，计算麻烦！ A － ＋ P R4 uO Rf uI3 i3 R3 uI2 i2 uI1 i1 R2 R1 R i4 同相求和运算电路 3 三、电压跟随器 A － ＋ uI R uO Rf A － ＋ uI uO 电压串联负反馈，反馈系数为1 4 7.2.2 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 5 虽然同相比例运算电路具有高输入电阻、低输出电阻的优点，但因为集成运放有共模输入，所以为了提高运算精度，应选用高共模抑制比的集成运放。  uO 与 uI 为比例关系  uO 与 uI 同相位  电压串联负反馈  R´ ： 平衡电阻 R ´ =R//Rf A － ＋ N + uP uN uI R’ uO iF Rf iR R + + - uF 输出电阻 输入电阻 6 方法二：叠加原理法 uO A － ＋ N R4=R1//R2//R3//Rf iF Rf uI3 i3 R3 uI2 i2 uI1 i1 R2 R1 同理： 7 A － ＋ P R4 uO Rf uI3 i3 R3 uI2 i2 uI1 i1 R2 R1 R i4 2.同相求和运算电路 8 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 9 A － ＋ R5 uO Rf uI3 R3 uI2 uI1 R2 R1 uI4 R4 二、加减运算电路 假设R1//R2//Rf= R3//R4//R5 若R1∥ R2∥ Rf≠ R3∥ R4 ∥ R5，uO＝? 思考： 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、(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 $