第2节 基本运算电路
（一）、加减法运算电路
1、反向加法运算电路
2、同向加法运算电路
3、反相求和式减法电路
4、差分式减法电路
（二）、积分微分运算电路
1、反相积分电路
（1）运算放大器的输入偏值电流Ib和输入失调电压U0s 。
（2）电容漏电流。 薄膜电容
2、增量积分电路
3、多重积分运算电路
4、微分运算电路
5、PID电路
PID（比例–积分–微分）电路又称为PID调节器，是一种常见的控制电路。调节器的任务是将一定的物理量（被调节参数X）尽快的调节到预先给定的理论值（或称额定值W），并克服干扰的影响保持这一值。
随着SoC（System on Chip，单片系统，或片上系统）的发展，出现了越来越多的所谓混合信号微处理器，即在一枚芯片上集成了A/DC（模拟/数字转换器，简称模数转换器）、D/AC（数字/模拟转换器，简称数模转换器）和微处理器。把这些混合信号微处理器直接取代模拟电路实现PID调解，具有稳定、一致性好、调整容易、可实现诸如自整定系数、专家系统、模糊和神经网络等性能优良的高级调节器。因此，模拟的ＰＩＤ调节器必将被数字式调节器所取代。
（三）、对数指数运算电路
1、对数运算电路
存在问题：
①因为UT和Is都是温度的函数，所以运算精度受温度影响；
②在小信号时误差较大，因为这时和1相差不是很多；
③二极管具有内阻，当电流较大时，压降也较大，其伏安特性于对数关系有较大的偏差；
④电流的变化对校正系数m有影响。
鉴于以上情况，该电路只有在某一段电流范围内能达到满意的精度，该范围只能达到一个至两个数量级。
特点及存在问题：
晶体管型对数电路的输入范围远远超过二极管型对数电路。一般情况下，集电极电流的工作范围为pA到mA数量级，即9个数量级。当然，只有在运算放大器的输入失调电流很小的情况下，才能充分利用此优点。
上述对数电流的缺点是受温度影响较大，其主要原因是UT和Is随温度变化，当温度从20℃升到50℃时，UT增大10％，Is增加近10倍。为了消除Is的影响，可以采用 由两个晶体管组成的具有温度补偿功能的对数电路。
2、指数运算电路
（四）、乘除法运算电路
（五）、特征值运算电路
1、绝对值运算电路
对A1和R1、R2、D1、D2构成的半波整流电路， 在Ui > 0时，由于D1导通，D2截止，所以UA＝0。 Ui < 0时，由于D1截止，D2导通，所以
A2和R3、R4和R5则构成的一个反相加法电路，把Ui 和UA相加后输出。如果令R1＝R2＝R3＝2R4＝R5＝R，则
在输入Ui为正弦信号时的输出波形如上图所示
2、均值运算电路
傅里叶级数常数项是信号的算术平均值，可采用低通滤波的方法来实现。
3、峰值运算电路
1、反向加法运算电路
2、同向加法运算电路
3、反相求和式减法电路
4、差分式减法电路
（二）、积分微分运算电路
1、反相积分电路
（1）运算放大器的输入偏值电流Ib和输入失调电压U0s 。
（2）电容漏电流。 薄膜电容
2、增量积分电路
3、多重积分运算电路
4、微分运算电路
5、PID电路
PID（比例–积分–微分）电路又称为PID调节器，是一种常见的控制电路。调节器的任务是将一定的物理量（被调节参数X）尽快的调节到预先给定的理论值（或称额定值W），并克服干扰的影响保持这一值。
随着SoC（System on Chip，单片系统，或片上系统）的发展，出现了越来越多的所谓混合信号微处理器，即在一枚芯片上集成了A/DC（模拟/数字转换器，简称模数转换器）、D/AC（数字/模拟转换器，简称数模转换器）和微处理器。把这些混合信号微处理器直接取代模拟电路实现PID调解，具有稳定、一致性好、调整容易、可实现诸如自整定系数、专家系统、模糊和神经网络等性能优良的高级调节器。因此，模拟的ＰＩＤ调节器必将被数字式调节器所取代。
（三）、对数指数运算电路
1、对数运算电路
存在问题：
①因为UT和Is都是温度的函数，所以运算精度受温度影响；
②在小信号时误差较大，因为这时和1相差不是很多；
③二极管具有内阻，当电流较大时，压降也较大，其伏安特性于对数关系有较大的偏差；
④电流的变化对校正系数m有影响。
鉴于以上情况，该电路只有在某一段电流范围内能达到满意的精度，该范围只能达到一个至两个数量级。
特点及存在问题：
晶体管型对数电路的输入范围远远超过二极管型对数电路。一般情况下，集电极电流的工作范围为pA到mA数量级，即9个数量级。当然，只有在运算放大器的输入失调电流很小的情况下，才能充分利用此优点。
上述对数电流的缺点是受温度影响较大，其主要原因是UT和Is随温度变化，当温度从20℃升到50℃时，UT增大10％，Is增加近10倍。为了消除Is的影响，可以采用 由两个晶体管组成的具有温度补偿功能的对数电路。
2、指数运算电路
（四）、乘除法运算电路
（五）、特征值运算电路
1、绝对值运算电路
对A1和R1、R2、D1、D2构成的半波整流电路， 在Ui > 0时，由于D1导通，D2截止，所以UA＝0。 Ui < 0时，由于D1截止，D2导通，所以
A2和R3、R4和R5则构成的一个反相加法电路，把Ui 和UA相加后输出。如果令R1＝R2＝R3＝2R4＝R5＝R，则
在输入Ui为正弦信号时的输出波形如上图所示
2、均值运算电路
傅里叶级数常数项是信号的算术平均值，可采用低通滤波的方法来实现。
3、峰值运算电路
峰值运算电路的基本原理就是利用二极管单向导电特性，使电容单向充电，记忆其峰值。为了克服二极管管压降的影响，可以采用上图所示的电路，将二极管D1放在反馈回路中。只要输入电压Ｕi＜ＵC，则二级管D2截止。当Ｕi＞Ｕc时，D2导通，电容Ｃ充电，使得ＵC＝Ｕi。这样电容Ｃ一直充电到输入电压的最大值。后级电压跟随器具有较高的输入阻抗，电容Ｃ可以保持峰值较长时间。开关K的作用是为了在新的测量开始时将电容Ｃ放电。
4、有效值运算电路
