反相比例电路.ppt
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同相比例和反相比例一、反相比例运算放大电路反相输入放大电路如图1所示,信号电压通过电阻R 1加至运放的反相输入端,输出电压v o 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 ¢= R 1//R f 。
利用虚短和虚断的概念进行分析,v I=0,v N=0,i I =0,则即∴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.v N= v P ,而v P=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R 1,输出电阻近似为零。
二、同相比例运算电路图 1 反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R S 加到运放的同相输入端,输出电压v o 通过电阻R 1和R f 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v N= v P= v S ,i 1= if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v N= v P= v S ,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v S1、v S2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v I=0,反相端为虚地。
利用v I=0,v N=0和反相端输入电流i I=0的概念,则有或由此得出图 1 同相比例运算电路图 1 加法运算电路若R 1= R 2= R f ,则上式变为 –v O= v S1+ v S2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 ´=R 1//R2//R f 。
反相比例运算电路反相比例运算电路是一种复杂的电子芯片,它可以将外部输入信号转换成控制信号。
它具有较强的信号转换性能,能够满足不同工业控制场景的需求。
本文将重点研究反相比例运算电路的结构特点、工作原理、应用领域等方面,为更好地提高该电路应用提供参考。
一、结构特点反相比例运算电路依据输入信号的强度自主变换控制信号的方向。
它的结构分为四个部分:固定输入端、外部输入端、内部运算端和控制端。
固定输入端包括压降检测器,它通过检测各模块的电压,检测输入信号的强度以及输出信号的方向;外部输入端在该电路控制中占有很重要的地位,它是允许用户对控制信号进行调整的重要接口;内部运算端由两个运算模块组成,它根据信号输入的变化进行实时计算;控制端则由若干端口组成,通过运算得到的控制信号以及外部输入的信号,进而将控制信号发出到外部设备,使其满足不同的控制需求。
二、工作原理反相比例运算电路的工作原理如下:当外部输入端收到电压和信号时,电路便会将其输入到压降检测器;压降检测器接收到电压和信号之后,会将它们转换为控制信号并将其发出到控制端;控制端则根据信号输入的变化,通过实时计算完成控制信号的转换;电路最后将控制信号发出到外部设备,从而使其满足不同的控制需求。
三、应用领域反相比例运算电路的应用非常广泛,在机械设备、汽车零部件、工业监控、安防系统等领域都有广泛应用。
其在机械设备领域应用最为普及,比如在机械设备的控制器中将反相比例运算电路用于对外部信号的转换,从而实现设备的运行控制;在汽车领域,反相比例运算电路用于实时监测汽车车身状态,从而实现汽车的安全驾驶;在工业监控领域,可以将反相比例运算电路用于实时监控工厂的生产状态,提高生产效率和安全性;在安防领域,反相比例运算电路用于实时检测报警信号,从而保障安防系统的安全性。
四、发展展望反相比例运算电路受到各行业的广泛应用,在今后的发展中,可以期待它会继续拓展新的应用领域,进一步提高其应用的效率和可靠性。
比例放大电路同相比例和反相比例一、反相比例运算放大电路反相输入放大电路如图1所示,信号电压通过电阻R 1加至运放的反相输入端,输出电压v o 通过反馈电阻R f 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 ¢= R 1//R f 。
利用虚短和虚断的概念进行分析,v I=0,v N=0,i I=0,则即 ∴该电路实现反相比例运算。
反相放大电路有如下特点图 1 反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R S加到运放的同相输入端,输出电压v o通过电阻R1和R f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v N=v P=v S,i1= i f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v N=v P=v S,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v S1、v S2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v I=0,反相端为虚地。
利用v I=0,v N=0和反相端输入电流i I=0的概念,则有或由此得出若R 1= R 2= R f ,则上式变为 –v O= v S1+ v S2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。
图 1 加法运算电路从运放两端直流电阻平衡的要求出发,应取R ´=R 1//R2//R f 。
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R f1=R 1,则v O1= –v S1;第二级为反相加法电路,可以推导出若取R 2= R f2,则v O = v S1–v S2由于两个运放构成的电路均存在虚地,电路没有共模输入信号,故允许v S1、v S2的共模电压范围较大。
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集成运算放大器按照输入方式可以分为同相、反相、差分三种接法,按照输入电压
与输出电压的运算关系可以分为比例、加法、减法、积分、微分等,输入方式和运算关系组
合起来,可以构成各种运算放大器。
1. 反相接法
(1)反相比例放大电路(图3.8a.1)的输入信号从运算放大器的反相输入端引入,输
出信号与输入信号反相,并按比例放大为
式中A0为运算放大器的开环电压放大倍数,rid为差模输入电阻。
在开环电压放大倍数
及差模输入电阻极大的条件下,可把运算放大器看作是理想的,则上式可以简化为
电压放大倍数
集成运算放大器的输入级是由差动放大电路组成,它要求反相和同相输入端的外电阻相
等,因此要在同相输入端接入平衡电阻
图3.8a.1 反相比例放大电路
.。
1反相比例运算电路1.1 综述反相比例运算电路实际上是深度的电压并联负反馈电路。
在理想情况下,反相输入端的电位等于零,称为“虚地”。
因此加在集成运放输入端的共模电压很小。
输出电压与输入电压的幅值成正比,但相位相反,因此,电路实现了反相比例运算。
比例系数的数值决定于电阻RF与R1之比,而与集成运放内部各项参数无关。
只要RF 和R1的阻值比较准确和稳定,即可得到准确额比例运算关系。
比例系数的数值可以大于或等于1,也可以小于1。
由于引入了深度电压并联负反馈,因此电路的输入电阻不高,而输出电阻很低。
1.2 工作原理1.2.1 原理图说明图1.2.1.1 反相比例运算电路如图所示,输入电压V1经电阻R1接到集成运放的反相输入端,运放的同相输入端经电阻R2接地。
输出电压经反馈电阻RF引回到反相输入端。
集成运放的反相输入端和同相输入端,实际上是运放内部输入级两个差分对管的基极。
为使差分放大电路的参数保持对称,应使两个差分对管基极对地的电阻尽量一致,以免静态基流流过这两个电阻时,在运放输入端产生附加的偏差电压。
因此,通常选择R2的阻值为R2=R1// RF经过分析可知,反相比例运算电路中反馈的组态是电压并联负反馈。
由于集成运放的开环差模增益很高,因此容易满足深度负反馈的条件,故可以认为集成运放工作在线性区。
所以,可以利用理想运放工作在线性区时“虚短”和“虚断”的特点来分析反相 比例运算电路的输出输入关系。
由于“虚断”,U +=0又因“虚短”,可得 U -=U +=0由于I - = 0 ,则由图可见 I I =l F即 (U-U -) /R 仁(U — U 0)/RF上式中u=o,由此可求得反相比例运算电路的输出电压与输入电压的关系为U 0=-RF • U I /R1 1.2.2元件表1.3 仿真结果分析图1.3.1仿真分析结果图由于输入电压为1V,所以根据公式可得输出电压为-1.997,符合理论r窃 Multimeter-.,.2音频功率放大器2.1 综述功率放大器,简称“功放”。
课题反相比例和同相比例运算放大器所属章节第三章:集成运算放大器教学目的能熟练应用集成运算放大器教学重点1、比例运算放大器的结构2、电压放大倍数的计算3、电路特点教学方法讲授法、多媒体课件教学课题引入基本运算放大器包括反相输入放大器和同相输入放大器,它们是构成各种复杂运算电路的基础,是最基本的运算放大器电路。
授课内容一、反相运算放大器1、电路结构R1:输入电阻R f:反馈电阻,引入电压并联负反馈R2:平衡电阻,要求R2=R13、输入电阻和输出电阻因为电路引入了深度电压负反馈,所以输出电阻很小(Ro≈0),因为从电路输入端和地之间看进去的等效电阻等于输入端和虚地之间看进去的等效电阻,所以输入电阻 Ri=R1。
二、同相比例运算放大器1、电路结构R1、Rf:反馈电阻,引入电压串联负反馈。
R2:平衡电阻,要求R2=R1//Rf该电路不存在“虚地”,引入的共模信号较大。
1RRvvA fiovf-==2、闭球电压放大倍数3、输入电阻和输出电阻因为电路引入了深度电压负反馈,所以输出电阻很小(Ro≈0)。
根据“虚断”概念,该电路的输入电流等于0,所以输入电阻很大(Ri=∞)。
三、反相器和电压跟器思考:如何利用反相比例运算放大器和同相比例运算放大器实现:1、vo=-vi(反相器)2、vo=vi(电压跟随器)在反相比例运算放大器中,只要令R1=Rf,即可实现vo=-vi,从而实现反相器的功能。
在同相比例运算放大器中,只要令R1=0或Rf=∞,即可实现vo=vi,从而实现电压跟随器的功能。
课堂练习1、电路如图,当开关S断开时电压表的读数为2V,则当开关S闭合后电压表的读数是多少?2、电路如图,已知VI=2V,则电压表的读数是多少?并在图中标11RRvvA fiovf+==出电压表的极性。
小结1、由集成运算放大器组成的反相相比例和同相比例运算放大器的电压放大倍数均与集成运放本身参数无关,只与外接电阻有关。
2、反相比例运算放大器存在“虚地”现象,因引入的共模信号小,应用更为广泛。
1 反相比例运算电路1.1 综述反相比例运算电路实际上是深度的电压并联负反馈电路。
在理想情况下,反相输入端的电位等于零,称为“虚地”。
因此加在集成运放输入端的共模电压很小。
输出电压与输入电压的幅值成正比,但相位相反,因此,电路实现了反相比例运算。
比例系数的数值决定于电阻RF与R1之比,而与集成运放内部各项参数无关。
只要RF 和R1的阻值比较准确和稳定,即可得到准确额比例运算关系。
比例系数的数值可以大于或等于1,也可以小于1。
由于引入了深度电压并联负反馈,因此电路的输入电阻不高,而输出电阻很低。
1.2 工作原理1.2.1 原理图说明图1.2.1.1 反相比例运算电路如图所示,输入电压V1经电阻R1接到集成运放的反相输入端,运放的同相输入端经电阻R2接地。
输出电压经反馈电阻RF引回到反相输入端。
集成运放的反相输入端和同相输入端,实际上是运放内部输入级两个差分对管的基极。
为使差分放大电路的参数保持对称,应使两个差分对管基极对地的电阻尽量一致,以免静态基流流过这两个电阻时,在运放输入端产生附加的偏差电压。
因此,通常选择R2的阻值为R2=R1∥RF经过分析可知,反相比例运算电路中反馈的组态是电压并联负反馈。
由于集成运放的开环差模增益很高,因此容易满足深度负反馈的条件,故可以认为集成运放工作在线性区。
所以,可以利用理想运放工作在线性区时“虚短”和“虚断”的特点来分析反相比例运算电路的输出输入关系。
由于“虚断”,U+=0 又因“虚短”,可得 U-=U+=0由于 I-=0 , 则由图可见 I I=I F即(U I-U-)/R1=(U—U0)/RF上式中U-=0,由此可求得反相比例运算电路的输出电压与输入电压的关系为U0=-RF·U I/R11.2.2 元件表1.3 仿真结果分析图1.3.1 仿真分析结果图由于输入电压为1V,所以根据公式可得输出电压为-1.997,符合理论。
2 音频功率放大器2.1 综述功率放大器,简称“功放”。