运放电路笔记3-加/减法运算电路

一、反相加法运算电路

反相加法运算电路如下：

根据电路图可知道：

V- = V+ = 0V

设

Vi1= V18

Vi2 = V20

求得输出电压Vo的值如下：

( Vo - (V-) )/R26 = ((V-) - Vi1)/R27 +  ((V-) - Vi2)/R30

Vo - (V-) = ((V-) - Vi1)*R26/R27 +  ((V-) - Vi2)*R26/R30

Vo=(V-) + ((V-) - Vi1)*R26/R27 +  ((V-) - Vi2)*R26/R30

最终导出公式

Vo=(1+ R26/R27 + R26/R30)*(V-) - Vi1*R26/R27 - Vi2*R26/R30

因为V- = V+ =0V

所以

Vo=0 - Vi1*R26/R27 - Vi2*R26/R30

Vo=(-R26)*( (Vi1/R27) + (Vi2/R30) )

可看出输出值与输入值的和成反比关系，所以叫反相加法运算电路。

测试

Vi1= V18 = 1V

Vi2 = V20 = 1V

R26=R27=R30

计算值

Vo=- (Vi1 + Vi2)

Vo=-2V

仿真值：

Vi1= V18 = 1.2V

Vi2 = V20 = 0.5V

计算值

Vo=- (Vi1 + Vi2)

Vo=-1.7V

仿真如下：

二、减法运算电路

减法运算电路如上，输出电压的计算如下：

假设

V24=Vi1；V25=Vi2

可得

V+ = (Vi1-0)/(R31+R29)*R29

V- = (Vo - Vi2)/(R32+R33)*R32 + Vi2

V+ = V-

(Vo - Vi2)/(R32+R33)*R32 + Vi2 = Vi1/(R31+R29)*R29

(Vo - Vi2)/(R32+R33)*R32 = Vi1/(R31+R29)*R29 - Vi2

(Vo - Vi2) = (  Vi1/(R31+R29)*R29 - Vi2 )*((R32+R33))/R32

Vo=(  Vi1/(R31+R29)*R29 - Vi2 )*((R32+R33))/R32 + Vi2

Vo=Vi1/(R31+R29)*R29 * ((R32+R33))/R32 - Vi2 *((R32+R33))/R32 + Vi2

Vo=Vi1/(R31+R29)*R29 * ((R32+R33))/R32 - Vi2 *( ((R32+R33))/R32 - 1 ) 

因为(R32+R33))/R32 - 1大于0，所以输出值是输入值按一定比例相减后的值。

假设R29=R31=R32=R33

Vo=Vi1/2*2 - Vi2*(2-1)=Vi1-Vi2;

当Vi2=V25=1.2V，Vi1=V24=0.5V

计算值：

Vo=0.5-1.2=-0.7V

仿真值：

当Vi2=V25=1.2V，Vi1=V24=1.2V

计算值：

Vo=0V

仿真值：

当Vi2=V25=1V，Vi1=V24=1.7V

计算值：

Vo=0.7V

仿真值：

注意事项：

运放的供电电源和输入的电压范围！

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