集成运放构成的基本运算电路

"基本运算电路涉及集成运放在线性工作区和深度负反馈条件下的应用，可以实现比例、加、减、积分、微分、对数和指数等数学运算。在运算电路中，输入和输出电压都是相对于‘地’的。例如，反向比例运算电路采用电压并联负反馈，其中平衡电阻RP需等于反向输入端的等效电阻RN。电路的电压放大倍数Au可以通过'虚断'、'虚短'的概念进行分析计算。在'虚地'状态下，反向输入端虽未实际接地，但电位与地相同，这是'虚短'的一个特例。" 集成运算放大器（简称运放）是实现基本运算电路的核心元件。在描述的7.5基本运算电路中，运放主要应用于各种数学运算，这得益于其线性工作区和深度负反馈的特性。深度负反馈使得运放的输出对输入的变化非常敏感，从而可以精确控制输出电压与输入电压之间的关系。 反向比例运算电路是一种常见的运算电路，由输入电阻R1、反馈电阻Rf和平衡电阻RP组成。其中，R1将输入电压ui引入运放的反向输入端，Rf连接输出和反向输入端，形成电压并联负反馈。平衡电阻RP确保同向输入端和反向输入端的等效电阻相等，以维持运放的工作平衡。 电路的电压放大倍数Au（闭环源电压放大倍数）是衡量输出电压与输入电压之间关系的关键参数。在反向比例运算电路中，由于运放的'虚断'和'虚短'特性，我们可以推导出输出电压与输入电压的比例关系。'虚断'意味着反向输入端的电流为零，而'虚短'则表示反向和同向输入端的电位相等。通过这些假设，可以计算出输出电压uo与输入电压ui之间的比例关系，即Au = -Rf/R1。 在实际应用中，理解并运用这些基本运算电路原理，工程师可以设计出各种信号处理电路，如滤波器、控制器、信号发生器等。这些电路在电子工程、自动化、通信等领域有着广泛的应用。例如，比例电路常用于放大微弱信号，积分电路用于平滑信号或执行积分操作，而微分电路则有助于检测信号的瞬态变化。通过灵活组合这些基本运算电路，可以实现复杂的系统功能。