06-2加法运算和减法运算电路

1本节内容6.2.1加法运算电路6.2.2减法运算电路2反向求和电路：反向比例运算放大器增加输入端由KCL和“虚地”：在R1=R2=R的情况下可得：特点：调节某一路信号的输入电阻不影响其他路输入与输出的比例关系；没有共模输入6.2.1加法运算电路foiiRuRuRu2211)(2211RuRuRuiifo)(21iifouuRRu1、反向求和电路3ofiPPPiPPPuRRRuRRRRRuRRRRR1121211212////)////////(2121121211iPPPiPPPfouRRRRRuRRRRRRRRu))(////()(22112111PiPiPPfffRuRuRRRRRRRR同向求和电路：同向比例运算放大器增加输入端由叠加定理和分压公式可得：将RP=RN的条件代入可得：在RP1=RP2=R的情况下可得：)(2211PiPifoRuRuRu)(21iifouuRRu2、同向求和电路4)(2211ififouRRuRRu112222110))((ififififuRRuRRuRRuRRu（＝－）OAui2u若＝＝，fR1R2R反相输入结构的减法电路，由于出现虚地，放大电路没有共模信号，故允许、的共模电压范围较大，且输入阻抗较低。在电路中，为减小温漂提高运算精度，同相端须加接平衡电阻。i1ui2u则可以变为：1122ififouRRuRRu12iiouuu3、利用加法器和反相比例器实现减法器5由Ui1产生的输出电压为：由Ui2产生的输出电压为：总的输出电压Uo：当R1~R4的选择满足R2/R1=Rf/R3时：1、差动减法器11ifouRRu22331)1(iofouRRRRRu2233111)1(ififouRRRRRuRRu)(121iifouuRRu6.2.2减法运算电路差动减法器：用来实现两个电压U1、U2相减的差动输入式放大电路。6根据叠加定理和分压公式，输出电压与输入电压的关系可得：根据“虚短”的概念和RP=RN的条件可得：在R1=R2=RP3=RP4=R的情况下可得：43433434////////iPPPiPPPuRRRRRuRRRRRuofiffiffuRRRRRuRRRRRuRRRRRu212121211212////////////)(22114433PiiPiPifoRuRuRuRuRu)(2143iiiifouuuuRRu2、加减运算电路7例：设计一个加减运算电路，RF=240k，使uo=10ui1+8ui2-20ui3解:(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。-R3RF++ui1uoR2R1ui2R4ui38(2)求各电阻值。-R3RF++ui1uoR2R1ui2R4ui3FRRRRR//////3421)(332211RuRuRuRuiiiFok240FRuo=10ui1+8ui2-20ui3k241Rk302Rk123Rk804R32120810iiiouuuu9优点：元件少，成本低。)(443322115RuRuRuRuRuiiiio缺点：要求R1//R2//R5=R3//R4//R6。阻值的调整计算不方便。单运放的加减运算电路改进：采用双运放电路。10例：A/D变换器要求其输入电压的幅度为0~+5V，现有信号变化范围为-5V~+5V。试设计一电平抬高电路，将其变化范围变为0~+5V。+5V-5V+5V+2.5V电平抬高电路A/D计算机uiuouo=0.5ui+2.5V11uo=0.5ui+2.5V=0.5(ui+5)V_++10k20k+5V5kui20kuo1uo_++20k20k10k)5(5.0)5(20101iiouuu)5(5.020201ioouuu12例题.R1=10k,R2=20k,ui1=-1V，ui2=1V。求:uouo_++R2R1R1R2ui1_++ui2_++R2R1RPuo=(uo2-uo1)=(20/10)[3-(-1)]=8VR2R1uo1=ui1=-1Vuo2=ui2(1+R2/R1)=3V13例：由三运放放大器组成的温度测量电路。uoR1R1++A3R2R2++A1_+A2RRRW+E=+5VRRRRtuiRt：热敏电阻集成化:仪表放大器14uoR1R1++A3R2R2++A1_+A2RRRW+E=+5VRRRRtuiERRRREERRRutttti)(22ERRRRRRRRRuRRRRRuttWWiWWo)(2221212)(CTfRt15