初級模擬電路:8-2 加法與減法電路


回到目錄

      前面的反相放大器和同相放大器可以實現乘法運算的功能,這一小節我們來看如何用運放實現加減法運算。

 

 

1. 加法電路

      加法運算的電路如下圖所示,輸出電壓為若干個輸入電壓的比例和:

圖8-02.01 

      電路工作情況分析如下:

      運放的同相輸入端接地,根據虛短特性,運放的反相輸入端的電位也為0,因此三個輸入之路的電流分別為:

      由於理想運放的輸入端不能有任何電流流入,因此電流I1、I2、I3會合並后全部流向Rf,根據歐姆定律,輸出端的電壓Vo為:

      當配置電阻值為:Rf=R1=R2=R3時,就實現了加法運算:

      當配置各個電阻為其他值時,還可以實現比例加法運算,如得到5V1+3V2等等。

 

 

2. 差分放大器

      在討論減法電路前,我們先了解一下什么是差分放大器(differential amplifer)。差分放大器只放大兩個輸入信號的差值,而不放大其公共部分(共模電壓)。這種特性稱為:共模抑制(common-mode rejection)。

      在實際工況中,外部環境的噪聲通常對兩個輸入端的影響是相同的,而差分放大器不會放大這種同時疊加到兩個輸入端的噪聲,因此差分放大器可以比較有效地抵抗這種噪聲的影響。

      下圖是一個比較簡單的用運放構成的差分電路:

圖8-02.02 

      根據理想運放的虛短和0輸入電流特性,可得到同相和反相輸入端的電壓表達式:

      根據上面的方程組,可解得:

      將上式略作變形,可得:

      當配置R1/R2 = R3/R4時,上式可化簡為:

      實現了差分放大。

 

 

3. 減法電路

 

 

(1)使用差分放大器實現

      有多種方法可以實現減法電路,一種就是使用上面的差分放大器,將四個電阻取值為:R1=R2=R3=R4時,上面的輸出電壓就變為了:

      因此,上面的差分放大器又被稱為減法器,我們重畫差分減法器如下:

圖8-02.03 

 

 

(2)使用多個運放實現

      另一種實現減法運算的方法,就是利用前面的反相放大器和加法器級聯,先將要做減法的量用反相放大器做反相,然后再將這個結果作為加法器的一個輸入,與另一個輸入相加,如下圖所示:

圖8-02.04 

      輸入信號Vi1經過反相放大器后,變為-Vi1,然后再將其與Vi2做加法運算,輸出電壓Vo表達式為:

      如此,即實現了V1和V2的比例減法運算。

     

回到目錄

 

歡迎關注本博公眾號,可方便在手機端訪問和索引本博技術文章:

 

 

( end of 8-2)



免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM