集成运算放大器的基本应用

    运算放大器的输入连接方式有反相输入和同相输入两种。反相输入方式用得较多，故这里介绍反相输入时的一些基本运算关系。
    1.运算放大器的基本原理
    图1 是运算放大器的简化电路。由于反相输入运算放大器具有"虚地"现象，于是
即有
            
    或

    从上式可以看出：

图1 反相输入运算放大器的简化电路

    （1）输出电压与输人电压反相；
    （2）在Ao很大和深度负反馈情况下，放大器的输出电压与输入电压之间关系，可以简单地由反馈电阻R2与输入端外接电阻R1之比值来确定,而与放大器本身的参数没有多大关系。
    （3）为了保证运算精度，要求输入电阻和反馈电阻相对误差小，性能稳定。改变R1和R2的形式，放大器便能对输入电压 进行各种数学运算。

图2比例器	图3加法器

    2.运算放大器的简单应用
    （1）比例器和倒相器
    电路的连接如图2所示。由式（1）知，该电路执行的是比例运算。若R1=R2,则，运算构成为倒相器。图中 R3=R1∥R2 。
    (2)加法器
    电路的连接如图3所示。其输出电压 和输入电压 之间有下述关系

（2.10.2）

    可见， 是 按比例相加的结果，实现了加法运算，故称之为"加法器"。图中 R5≈R1∥R2∥R3∥R4 ,D1、D2用来防止输入电压过大而将运放输入级击穿。
    (3)积分器
    若在反馈回路接一个电容，输入端接电阻，如图4（a）所示，则组成一个积分器。

(a) 积分器	(b) 输入、输出波形
图4 积分器和输入、输出波形

    当Ao很大时，A点为"虚地"，忽略流入放大器的电流，则 ，有
                
    即输出电压与输入电压成积分关系。
    当 为固定值时
                

    上式表明 按一定比例随时间作直线上升或下降。
    不难推论，当 为矩形波时， 便成为三角波。如图4（b）所示。为保证两个输入端的直流电阻平衡，要求R = R1。

图5 积分求和电路

    一个加法器加一个积分器便组成积分求和器。电路结构如图5所示。图中R3≈R1∥R2。

    (4)微分器

图6 微分器和输入、输出波形

    微分器构成电路如图2.10.6（a）所示。其输出 输入 之间具有如下微分关系：

    不难推论，当 为矩形波时， 便为两个正、负相间的窄脉冲波。如图6（b）所示,图中要求R1=R。