一、 电路原理分析与计算1. 反相比例运算电路输入信号从反相输入端引入的运算，便是反相运算。

反馈电阻R F 跨接在输出端和反相输入端之间。

根据运算放大器工作在线性区时的虚开路原则可知：i -＝0，因此i 1＝i f 。

电路如图1所示，图1根据运算放大器工作在线性区时的虚短路原则可知：u -＝u +＝0。

由此可得： 01fi R u u R =- 因此闭环电压放大倍数为：1o fuo i u R A u R ==- 2. 同相比例运算电路输入信号从同相输入端引入的运算，便是同相运算。

电路如图2所示，图2根据运算放大器工作在线性区时的分析依据：虚短路和虚开路原则因此得： 1(1)f o i R u u R =+开环电压放大倍数 11o fuf i u R A u R ==+3. 反相输入加法运算电路在反相输入端增加若干输入电路，称为反向输入加法运算电路。

电路如图3所示，图3计算公式如下，1212()o f u u u R R R =-+ 平衡电阻213////f R R R R =,当13f R R R ==时，输出电压012()u u u =-+4. 减法运算电路减法运算电路如图4所示，输入信号1i u 、2i u 分别加至反相输入端和同相输入端，这种形式的电路也称为差分运算电路。

图4输出电压为：2211231(1)f fo i i R R R u u u R R R R =+-+ 当123f R R R R ===时，输出电压21o i i u u u =-5. 微分运算电路微分运算电路如图5所示，图5电路的输出电压为o u 为：21io du u R C dt=- 式中，21R C 为微分电路的时间常数。

若选用集成运放的最大输出电压为OM U ,则21R C 的值必须满足：21max ()OMiU R C du dt<=6. 积分运算电路积分运算电路如图6所示，图6其输出电压o u 为：111o i u u dt R C =-⎰ 式中，11R C 为电路的时间常数。

由于受到集成运放最大输出电压OM U 的限制，选择1R 、1C 参数3，其值必须满足：111i OM R C u dt U >=⎰7. 二阶低通滤波电路二阶低通滤波电路如图7所示，图7滤波电路的传递函数为：22()2uf n s nnA A s s Qωωω=++，n s j ω=通带增益 341uf R A R =+固有角频率 n ω=品质因数 21211()(1)uf Q C R R A R C =++-8.二阶高通滤波电路二阶高通滤波电路如图8所示，图8 滤波电路的传递函数为：22()2usnnA fsAs sQωω=++通带增益341ufRAR=+固有角频率nω=品质因数212221/()(1)nufQR C C A R Cω=++-9.二阶带通滤波电路二阶带通滤波电路如图9所示，图9带通滤波器的中心频率0f 、等效品质因数Q 以及同频带BW 分别为：12o f RCπ=, 1/(3)uf Q A =-，/o BW f Q =式中，11/uf F A R R =+为同相比例放大电路的电压增益。

同样要求uf A 必须小于3，电路才能稳定工作，当o f f =时，带通滤波器具有最大电压增益uo A ，其值为：/(3)uo uf uf A A A =-10. 二阶带阻滤波电路二阶带阻滤波电路如图10所示，图10带阻滤波器的中心频率0f 、等效品质因数Q 以及同频带BW 分别为：12o f RCπ=，12(2)uf Q A =-，/o BW f Q =式中，11/uf F A R R =+，为同相比例放大电路的电压增益。

若1uf A =，则0.5Q =，增加uf A 时，Q 将随之升高。

当uf A 趋近2时，Q 趋向无穷大。

而带阻滤波器的品质因数越大，阻带宽度越窄，其阻带特性越接近理想状态。

11. 过零电压比较电路过零电压比较电路如图11所示，图11令参考电平U=0，则输入信号i U 与零比较，当输入电压i U 过零时，比较器发生翻转。

i U >0，输出则为低电平；而i U <0，输出则为高电平。

这种电路可作为零电平检测器。

该电路也可用于“整形”，将不规则的输入波形整形成规则的矩形波。

12. 滞回比较电路滞回比较电路如图12所示，电路有两个阀值电压，输入电压i U 从小变大过程中使输出电压o U 产生跃变的阀值电压1T U ,不等于从大变小过程中使输出电压o U 产生跃变的阀值电压2T U ，电路具有滞回性。

从集成运放输出端的限幅电路可以看出，o z u U =±。

集成运放反相输入端电位1N u u =，同相输入电位112p Z R u U R R =+令N p u u =，求出的I u 就是阀值电压，得112T Z R U U R R ±=±+图12当输入电压i U 与输出电压o U 在E 点合成的电压过零时，比较器发生翻转。

433434i oE U U U R R R R R R =+++电路翻转时E U =0，代入上式有：34i o R U U R =-13. 音响的音调控制电路音响的音调控制电路如图13所示，500kΩKey=A50%图13其实质是对放音通道频响特性实施控制。

音调的控制不像音量控制,它只对某一段频率的信号进行提升或衰减,不影响其它频段信号的输出,而音量是对整个音频信号频率范围进行同步控制。

14. 半波整流电路半波整流电路如图14所示，图14由反相比例运算电路和二极管的性质可知，电路是通负值的交流电，当输入电压为正值时输出电压为0，当输入电压为正值是输出电压为：21o i R u u R =-15. 全波整流电路全波整流电路如图15所示，图15全波整流电路是一种对交流整流的电路，能够把交流转换成单一方向电流，最少由两个整流器合并而成，一个负责正方向，一个负责负方向，最典型的全波整流电路是由四个二极管组成的整流桥，一般用于电源的整流。

全波整流输出电压的直流成分（较半波）增大，脉动程度减小，但变压器需要中心抽头、制造麻烦，整流二极管需承受的反向电压高，故一般适用于要求输出电压不太高的场合。

16.三运放构成的放大器电路三运放构成的放大器电路如图16所示，R110kΩV212 VV112 VU1ATL082CD32481U1BTL082CD56487R210kΩR310kΩR410kΩU2ATL082CD32481V312 VV412 VR510kΩR610kΩR710kΩXFG1R8100kΩR9100kΩXSC1Tektronix1234TGP图16电路中，46R R R==,57fR R R==，输出电压为：11222(1)()fo i iR Ru u uR R=-+-当12i iu u u==时，2R中电流为零，输出电压为零。

可见，电路放大差模信号，抑制共模信号。

差模放大倍数数值越大，共模抑制比越高。

当输入信号中含有共模噪声时，也将被抑制。

二、仿真结果1.反相比例运算电路按图1接好，仿真结果如图17所示。

图172.同相比例运算电路按图2接好，仿真结果如图18所示。

图183.反相输入加法运算电路按图3接好，仿真结果如图19所示。

图194.减法运算电路按图4接好，仿真结果如图20所示。

图205.微分运算电路按图5接好，输入100Hz/2V的方波，仿真结果如图21所示。

图216. 积分运算电路按图6接好，输入100Hz/2V的方波，仿真结果如图22所示。

图227.二阶低通滤波电路按图7接好，仿真结果如图23所示。

图238.二阶高通滤波电路按图8接好，仿真结果如图24所示。

图249. 二阶带通滤波电路按图9接好，仿真结果如图25所示。

图2510. 二阶带阻滤波电路按图10接好，仿真结果如图26所示。

图2611.过零电压比较电路按图11接好，信号源输入2V/100Hz的正弦波，仿真结果如图27所示。

图2712. 滞回比较电路按图12接好，仿真结果如图28所示。

图2813.音响的音调控制电路按图13接好，输入100Hz，0.71V的信号，仿真结果如图29所示。

图2914.半波整流电路按图14接好，输入一个100Hz/100mV的信号，仿真结果如图30所示。

图3015.全波整流电路按图15接好，输入一个100Hz/100mV的信号，仿真结果如图31所示。

图3116.三运放构成的放大电路按图16接好，输入一个100Hz/100mV信号，仿真结果如图32所示。

图32。