当前课程知识点：模拟电子技术基础(应用部分) > 第一周 > 7.8 关于比例及加减运算电路的讨论 > 关于比例及加减运算电路的讨论
我们学习了比例运算电路
加法运算电路
加减运算电路
那我们就可以实际的来读一些图了
所以下面我们就是关于比例
以及加减运算电路的讨论
首先我们可以看到这样一个图
就是两级运算电路
如图所示电路
已经知道了R1=Rf1=R3=Rf2
求解运算关系
通过前边我们对电路的分析
我们就可以一级一级的去求它
首先我们知道这是一个
第一个是一个同相比例运算电路
所以uO和uI之间的关系的
比例系数就是（1+Rf1/R1）
然后我们再看后边这个电路
后边这个电路应该是一个加减的
运算电路
因为它的一个输入就是uO1
另外一个输入就是uI2
我们按照我们前面所学过的
那个方法
认为在运算电路里边
它们同相输入端和反相输入端的
那个电阻应该是匹配的
于是我们就可以得到
uO2等于什么呢
（1+Rf2/R3）
乘上uI2
然后减去下面是一个反相的
比例运算
Rf2/R3（1+Rf/R1）
乘上uI1
于是我们就得到了一个结论
说这个电路
uO和uI的关系是两倍的uI2
减uI1
这是一个什么关系呢
当然是一个差分放大的关系了
那么在我们的求解的过程里边
为什么在求解第一级电路的
运算关系的时候
可以不考虑它的负载
也就是不考虑第二级电路呢
因为第二级电路我们看
uO1接到的第二级电路
从uO1看进去
它的输入电阻就是那个R3
我们为什么不考虑这个影响呢
这就又回到我们对反馈的认识
这里是理想运放
当大引入负反馈的时候
一定是一个深度负反馈
它的输出电阻是0
因此它带上负载和空载的时候
输出电压和输入电压之间的关系
是不变的
由此我们可以推而广之
不管多复杂的运算电路
如果是很多级接在一起了
我们每一级在分析的时候
都可以把它看成单独的
一个运算电路去分析
除非出现了不靠谱的情况
什么情况呢
就是后边的那个输入电阻特别小
已经使得前一级集成运放本身
不能够输出这么大的电流
也就是说集成运放自身的
耗散功率限制它输出
这么大的电流
否则的话我们都认为
它们可以用单级电路的分析方法
实际上我们在构成
运算电路的时候
我们绝大多数情况下所用的电阻
都是多少多少kΩ
几十或者几百这样的一个数量级
或者几k
因此再加上下一级的时候
并不会影响本级它的运算关系
那么这样一个基本电路
我们已经知道它实现的是一个
差分放大
那么既然是差分
我就可以用一个集成运放
就可以实现了
所以这样就可以实现
这是我们前边刚刚看到的
这个电路
这个电路就可以实现说
uO=（Rf/R）×（uI2-uI1）
如果你想让它等于两倍的
那么你就是当R取100kΩ的时候
那么Rf你取200个kΩ
这岂不更简单嘛
也就是说从设计的角度
它是不是更简单了呢
那前一个由两个集成运放
组成的这个电路
一定会有优于这个电路的
一些东西
才会使得人们有时候会选择
前面那个电路
那我们看一看
到底有什么地方优于由
一个集成运放构成的
差分放大电路呢
研究电子电路
无非就是那几个
除了有运算关系
那我们就去考虑输入电阻
输出电阻等等这样的问题
那么输出电阻
它俩没有什么区别
输出电阻都是0
那就看输入电阻了
那么我们看uI1所加的这个位置
它是加到了同相输入端
这是一个同相的比例运算
因此它的输入电阻是无穷大
再看uI2所加的
从uI2这一点往里边看
它仍然是电流为零
这样这儿是虚断
输入电阻也是无穷大
那好了
我们明白了
说左边这个电路
优于右边的是在一点上
就是对于两路信号uI1 uI2
它都不取电流
因为它的输入电阻是无穷大
这在信号非常微弱的时候
是非常必要的
下面我们再来看一个
叫仪用放大器
仪用放大器顾名思义
是在仪器里边经常用的放大器
它的样子是这样子的
把它的封装起来
这是一个集成电路里边
基本的电路是这种样子
那么对于这个电路
我们怎么去分析它呢
我们怎么去分析uO和uI之间的关系呢
这种分析和我们前面
那个电路的分析没有什么区别
你仍然可以把每一个集成运放
作为独立的一个元件
和它周围的器件构成一个
基本的运算电路
从而得到每一级的输出
和它输入之间的关系
最终就可以得到uO
和两个输入信号的关系
那么在这个电路里边
我们特别明显的看到
uA这一点就是uI1
uB这一点就是uI2
所以在这儿看到这个
而且我们也知道了
说在这R上所流过的电流
就是那个R2上流过电流
于是我们就知道了后边这个电路
它的输入
它的输入就是uO1-uO2
那就等于（uI1-uI2）/R2
乘上两倍的R1
为什么是两倍呢
因为上边这是R1
底下这也是R1
然后加上R2
于是我们就得到了这个式子
说在这个电路里边
输出就是（1+2R1/R2）×（uI1-uI2）
那从这里我们可以看到
我们得到了uO1
得到了uO2
我们就可以得到uO
因为从uO这儿我们看到了
这是一个差分放大电路
那么这个电路和一般的差分
有什么不一样呢
我们又看
uI1输入是加在同相输入端的
uI2也是加在同相输入端的
可见 对于这两路信号
电路是不取电流的
也就是它们的输入电阻
都是无穷大
那在这里
经常在这里R2是一个可变的一个电阻
有时候还把它弄成引脚
然后外接电阻来改变
这个放大电路
它的这种放大关系或者叫
比例关系
所以是通过R2的调节
就可以使得这个电路改变
它的比例系数
仪用放大器是在具体应用的时候
比较广泛的
我们从这个分析里边也可以看到
它的构成是简单的
但是它的增益是可变的
它也有别的电路没有的优点
就是它不从信号源索取电流
然后我们再来看下边这个电路
首先我们要看懂这个电路
就是各个集成运放作为核心元件
它们分别构成了什么样的
基本运算电路
然后我们去求解这个电路
输出和输入之间的关系
然后它的输入电阻是多少
输出电阻是多少
那首先我们看上面这个集成运放
它所构成的电路
也就是uO1和uI之间的关系
我想大家一看就知道了
这是一个同相输入的比例运算的
这样的一种关系
所以uO1=（1+R3/R2）的uI
然后我们再看下边这个集成运放
它构成的是一个什么样的
基本运算电路呢
你要找哪是它的输入
哪是它的输出
你就可以得到输入和输出之间
它们的关系
哪是它的输入呢
我们看这儿
这个uO1加在这里是加到了
下边集成运放的反相输入端
因此 以uO1作为输入
以uO2作为输出所构成了这个电路
是反相比例运算电路
于是我们就得到
uO2= -（1+R3/R2）×uI
那么输出是什么呢
输出当然就是uO1 - uO2
于是我们得到了输出电压
等于两倍的（1+R3/R2）×uI
那在这里我们可以看到
这个就是它的比例系数
那你这样一个比例系数
不就是大于1吗
你当然可以用它作为一个
同相比例运算电路来实现
这样的一个比例系数啊
为什么在这里用了这么一个电路
用两个集成运放里构成一个电路
实现这样一个同相比例运算呢
那它一定有特殊之处
首先我们看
它的输入电阻
在这里它的输入电阻是无穷大
那同样比例运算也是无穷大啊
没见着它好处啊
再看它输出电阻
输注电阻是从输出端看进去的
等效电阻
有同学在看这个输出电阻的时候
就看糊涂了
说是RL吗
是这俩电阻之和吗
是这个电阻还跟这个电阻有关吗
该怎么去看这个输出电阻呢
首先我们看从这个端往里对地看
输出电阻是0
从这个端往里看对地也是0
因此从输出看见去输出电阻是0
我要问一个问题了
这个电路它等效成为
差分放大电路的哪种接法
和该接法的分离元件的电路相比
有什么优点
哪种接法呢 我们看
输入是对地输入的
而输出我们看没有公共端
我们把这样的一种输入输出方式
叫做单端输入双端输出的
差分放大电路
那么它和分立元件构成的
这一类电路相比
优点就比较明显了
这种优点表现在它的输入输出
电阻上
那么它干什么用呢
在我们实际
在实验室测试的时候
比如我要测试一个差分放大电路
要双端输入
我们就需要这么一个电路
把信号源变换成为一个双端输出
也就是对于测试电路来讲
双端输入的这样一个电路
因为到大多数的信号源
它本身没有双端输出
都是对地输出的
因此从实用的角度
这个电路还是很有用的
-7.1模拟电子技术基础（应用部分）概述
-7.2 由集成运放组成的运算电路概述
-7.3 反相输入比例运算电路
-7.4 同相输入比例运算电路
-7.5 反相求和运算电路
--反相求和运算电路
-7.6 同相求和运算电路
--同相求和运算电路
-实验一：单端输入双端输出电路
-7.7 加减运算电路
--加减运算电路
-7.8 关于比例及加减运算电路的讨论
-7.9 积分运算电路
--积分运算电路
-7.10 微分运算电路
--微分运算电路
-第一周作业
--第一周作业题
-EDA1 解一元多次方程
--解一元多次方程
-7.11 对数运算电路和指数运算电路
-7.12 模拟乘法器简介
--模拟乘法器简介
-7.13 模拟乘法器在运算电路中的应用
-实验二 正弦波电压倍频电路
-7.14 关于运算电路的讨论
-7.15 有源滤波器概述
--有源滤波器概述
-7.16 一阶低通滤波器
--一阶低通滤波器
-7.17 二阶低通滤波器
--二阶低通滤波器
-7.18 其它滤波器
--其它滤波器
-实验三 滤波电路的应用
--滤波电路的应用
-第二周作业
--第二周作业题
-8.1 正弦波振荡的条件
--正弦波振荡的条件
-8.2 正弦波振荡的组成及分类
-EDA2 正弦波振荡电路的起振和稳幅过程
-8.3 RC串并联选频网
--RC串并联选频网
-8.4 RC桥式正弦波振荡电路
-8.5 RC正弦波振荡电路的讨论
-实验四 正弦波振荡电路的测试
-8.6 变压器反馈式正弦波振荡电路
-8.7 电感反馈和电容反馈式正弦波振荡电路
-8.8 LC正弦波振荡电路的讨论
-第三周作业
--第三周作业题
-8.9 石英晶体正弦波振荡电路
-8.10 电压比较器概述
--电压比较器概述
-8.11 过零比较器
--过零比较器
-8.12 一般单限比较器
--一般单限比较器
-8.13 滞回比较器
--滞回比较器
-8.14 窗口比较器与集成比较器
-8.15 关于电压比较器的讨论
-8.16 常见非正弦波和矩形波发生电路的组成
-第四周作业题
-8.17 矩形波发生电路
--矩形波发生电路
-8.18 三角波-方波发生电路
-8.19 锯齿波发生电路和压控振荡电路
-EDA3 三角波发生电路->锯齿波发生电路->压控振荡电路的结构变化
-实验五 非正弦波发生电路的测试
-8.20 波形变换电路
--波形变换电路
-EDA4 波形变换电路的设计与实现
-8.21 信号转换电路
--信号转换电路
-8.22 关于信号转换电路的讨论
-9.1 概述
--概述
-9.2 变压器耦合功率放大电路
-第五周作业
--第五周作业题
-实验六 压控振荡电路的参数选择与调试
-9.3 OTL电路
--OTL电路
-9.4 OCL电路和BTL电路
-9.5 OCL电路最大输出功率及效率的估算
-9.6 OCL电路中晶体管的选择
-实验七 功放管及其散热器展示
-9.7 功率放大电路的讨论一（读图练习）
-9.8 功率放大电路的讨论二（电路的识别和故障分析）
-10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
-10.2 单相半波整流电路
--单相半波整流电路
-第六周作业
--第六周作业题
-EDA5 数字式仪表的设计与仿真
--数字式仪表的设计
-10.3 单相桥式整流电路
--单相桥式整流电路
-10.4 电容滤波电路
--电容滤波电路
-10.5 其它滤波电路
--其他滤波电路
-10.6 稳压电路的性能指标及稳压二极管
-10.7 稳压管稳压电路的工作原理和主要性能指标
-10.8 稳压管稳压电路的设计
-实验八 稳压管稳压电路的设计及实现
-10.9 串联型稳压电路的组成
-10.10 串联型稳压电路中调整管的选择
-第七周作业
--第七周作业题
-10.11 关于串联型稳压电路的讨论
-10.12 集成三端稳压器及其基本用法
-10.13 基准电压源三端稳压器及其基本用法
-实验九 稳压电源性能指标的测试
-10.14 关于线性稳压电源的讨论
-10.15 开关型稳压电路的特点和基本原理
-10.16 串联开关型稳压电路
-10.17 并联开关型稳压电路
-第八周作业
--第八周作业题
-调查问卷
-期末考试
