运放电路设计与分析：倒相器、减法器、积分微分电路

"集成电路原理及应用考试题" 集成电路在电子工程领域中扮演着至关重要的角色，其原理和应用是电气工程和电子技术专业学生必须掌握的基础知识。运放（运算放大器）是集成电路中的核心元件，具有高增益、低输入阻抗、高输出阻抗的特性，广泛用于信号处理和各种电路设计中。 在问题2.8中，设计了一个运算关系为U0=5(Ui1-Ui2+Ui3-Ui4)的运放电路，这表明该电路是一个加减运算电路，用于对多个输入信号进行加权求和。为了稳定电路工作并减少温度影响，需要选择合适的输入电阻和反馈电阻。这里的100K欧姆反馈电阻是用来设定输出与输入之间的比例关系和稳定电路增益的。对于输入端的电阻选择，通常要考虑信号源的内阻和运放的输入阻抗，以确保信号完整无失真地传输到运放。同时，添加温漂补偿电阻可以抵消温度变化对电路性能的影响。 问题2.12涉及到一个运放电路的分析，电路图未给出，但从解答中可以看出，电路包含两个运放，分别被用作倒相器和反相放大器。倒相器（A1）是输入电压与输出电压相位相反的电路，其基本公式是U0=-AU1，其中A是放大器的开环增益。反相放大器（A2）则是输出电压与输入电压相位相同的电路，但大小被放大了A倍。通过组合这两个运放，电路实现了一个减法运算的功能，即输出电压是输入电压的线性组合。 问题2.15提到了一个积分反馈式微分电路。这种电路由两个运放组成，其中一个作为差动放大器，另一个接收前级的积分输出作为反相输入。通过这种方式，电路能够对输入信号进行积分处理，然后输出一个与输入信号的时间积分成比例的电压。传递函数的表达式描述了输入信号与输出信号之间的数学关系，对于分析电路动态响应至关重要。 此外，提到了几种常见的运放应用电路，如二极管检波器、限幅器、电压比较器（包括单限、迟滞和窗口比较器）以及阻抗模拟变换器等。这些电路在信号调理、波形整形和信号检测等方面有着广泛的应用。 最后，简要介绍了电压/电流变换器（U/I变换器）、电流/电压变换器（I/U变换器）、电压/频率变换器（U/F变换器）和频率/电压变换器（F/U变换器），这些都是利用运放实现不同物理量之间转换的基本电路，常用于信号处理和测量系统中。 输入阻抗的计算是电路分析的基础，对于给定的电路图（未提供），需要考虑运放的输入特性以及与之连接的元件来确定输入端看到的等效阻抗。这个过程涉及到电路的串联和并联法则，以及运放的虚断和虚短概念，以确定无源元件如何影响总输入阻抗。