模拟电路信号的运算和滤波

(08 分)1.某放大电路如图所示，已知A 1、A 2为理想运算放大器。

（1）当I I I u u u ==21时，证明输出电压o u 与输入电压I u 间的关系式为I o u R R R R u ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=31421。

（2）当21=I u V 时，8.1=o u V ， 问1R 应取多大?(10 分)2.左下图示放大电路中，A 1、A 2为理想运算放大器，已知5.01=I u mV ，5.02-=I u mV 。

（1）分别写出输出电压01u 、2o u 、o u 的表达式，并求其数值。

（2）若不慎将1R 短路，问输出电压o u ＝？(06 分)3.右上图示放大电路中，已知A 1、A 2为理想运算放大器。

（1）写出输出电压o u 与输入电压1I u 、2I u 间的关系式。

（2）已知当1I u =1V 时， o u ＝3V ，问2I u ＝？(10 分)4.电流-电流变换电路如图所示，A 为理想运算放大器。

（1）写出电流放大倍数SL i I I A =的表达式。

若=S I 10mA ，L I ＝？ （2）若电阻F R 短路，L I ＝？(10 分)5.电流放大电路如左下图所示，设A 为理想运算放大器。

（1）试写出输电流L I 的表达式。

（2）输入电流源L I 两端电压等于多少？(10 分)6.大电流的电流－电压变换电路如右上图所示，A 为理想运算放大器。

（1）导出输出电压O U 的表达式)(I O I f U =。

若要求电路的变换量程为1A ～5V ，问3R ＝？（2）当I I ＝1A 时，集成运放A 的输出电流O I ＝？(08 分)7.基准电压－电压变换器电路如下图所示，设A 为理想运算放大器。

（1）若要求输出电压U o 的变化范围为4.2～10.2V ，应选电位器R W ＝？（2）欲使输出电压U o 的极性与前者相反，电路将作何改动？(10 分)8.同相比例运算电路如图所示，已知A 为理想运算放大器，其它参数如图。

20种滤波、放大、稳压、振荡、整流模拟电路设计原理及作用图文并茂一、前言对模拟电路的掌握分为三个层次。

初级层次是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。

只要是电子爱好者，只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。

中级层次是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法；A、定性分析电路信号的流向，相位变化；B、定性分析信号波形的变化过程；C、定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。

有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。

高级层次是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。

达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业：电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。

二、桥式整流电路1、二极管的单向导电性：A、伏安特性曲线：B、理想开关模型和恒压降模型：2、桥式整流电流流向过程：输入输出波形：3、计算：Vo,Io,二极管反向电压。

三、电源滤波器1、电源滤波的过程分析：波形形成过程：2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。

四、信号滤波器1、信号滤波器的作用：与电源滤波器的区别和相同点：2、LC串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。

3、画出通频带曲线。

计算谐振频率。

五、微分和积分电路1、电路的作用，与滤波器的区别和相同点。

2、微分和积分电路电压变化过程分析，画出电压变化波形图。

3、计算：时间常数，电压变化方程，电阻和电容参数的选择。

六、共射极放大电路1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。

2、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。

模拟电路与数字电路的区别与联系模拟电路和数字电路是电子领域两个重要的分支，它们在电路设计、信号处理和系统控制等方面发挥着不可替代的作用。

本文将讨论模拟电路与数字电路的区别和联系，并探讨它们各自的特点和应用。

一、模拟电路与数字电路的区别1. 信号类型：模拟电路处理的是连续的模拟信号，信号的取值可以是任意的实数，如声音、光线等。

而数字电路处理的是离散的数字信号，信号的取值只能是离散的数字，如二进制数。

2. 处理方式：模拟电路采用的是模拟运算，通过电阻、电容和电感等元件对信号进行连续的处理、放大和滤波。

数字电路则采用数字运算，通过逻辑门、寄存器和计数器等元件对信号进行离散的处理、逻辑运算和存储。

3. 精度要求：模拟电路对信号精度要求较高，因为连续的模拟信号在处理过程中容易受到噪声和干扰的影响，需要一定的抗干扰能力。

而数字电路对信号精度要求相对较低，因为数字信号可以通过纠错码和差错检测等技术来确保数据的准确性。

4. 设计复杂度：模拟电路的设计相对简单，主要通过电阻、电容和电感等元件搭建电路结构即可。

数字电路的设计相对复杂，需要考虑逻辑门的组合、时序控制和数据通信等问题。

二、模拟电路与数字电路的联系虽然模拟电路与数字电路在信号类型、处理方式、精度要求和设计复杂度等方面存在差异，但是它们之间也存在着联系和相互补充的关系。

1. 模拟与数字信号转换：在实际应用中，模拟信号需要经过模数转换（A/D转换）变成数字信号，数字信号也需要经过数模转换（D/A转换）变成模拟信号。

这样可以实现模拟与数字信号的相互转换，并且通过数字信号处理技术可以对模拟信号进行滤波、编码和解码等处理。

2. 数字电路的模拟特性：数字电路在设计和实现过程中，由于电子元器件的非理想性，会引入一些模拟特性，如传输线的延迟、元器件的失调和开关电流的漏电等。

因此，在数字电路设计中也需要考虑模拟电路的相关知识。

3. 数模混合系统：在现实世界中，很多系统是由模拟电路和数字电路混合而成的，如通信系统、控制系统和计算机系统等。

模拟运算电路实验报告实验目的，通过本次实验，我们旨在通过模拟运算电路的搭建和实验操作，加深对模拟电路基本原理的理解，掌握模拟运算电路的基本工作原理和实验方法。

实验仪器，本次实验所需的仪器设备包括，模拟运算电路实验板、示波器、信号发生器、直流稳压电源等。

实验原理，模拟运算电路是一种能够对输入信号进行放大、滤波、积分、微分等处理的电路。

常见的模拟运算电路包括比较器、反相放大器、非反相放大器、积分器、微分器等。

通过调整电路中的元件参数，可以实现对输入信号的不同处理效果。

实验步骤：1. 将模拟运算电路实验板连接好，接通直流稳压电源，并接入示波器和信号发生器。

2. 调节信号发生器产生不同频率和幅值的正弦波信号，并输入到模拟运算电路中。

3. 观察示波器上输出波形的变化，通过调节电路中的元件参数，比如电阻、电容值，观察输出波形的变化规律。

4. 尝试搭建比较器、反相放大器、非反相放大器、积分器、微分器等不同类型的模拟运算电路，观察其输入输出特性的差异。

5. 对比实验结果，总结不同类型模拟运算电路的特点和应用场景。

实验结果与分析：通过本次实验，我们成功搭建了比较器、反相放大器、非反相放大器、积分器、微分器等不同类型的模拟运算电路，并观察了它们的输入输出特性。

在实验过程中，我们发现不同类型的模拟运算电路对输入信号的处理效果各有不同，比如比较器可以实现信号的比较和判断，反相放大器可以实现信号的放大和反向输出，积分器可以实现对信号的积分处理等。

这些实验结果进一步加深了我们对模拟运算电路工作原理的理解，为今后的电路设计和应用提供了重要的参考。

实验总结：本次实验通过搭建模拟运算电路，加深了我们对模拟电路基本原理的理解，掌握了模拟运算电路的基本工作原理和实验方法。

在实验过程中，我们不仅学会了如何搭建模拟运算电路，还通过观察实验现象和分析数据，进一步理解了模拟运算电路对输入信号的处理方式和特点。

通过本次实验，我们对模拟运算电路有了更加深入的认识，为今后的学习和研究打下了良好的基础。

第7章信号的运算和处理自测题一、现有电路：A.反相比例运算电路B.同相比例运算电路C.积分运算电路D.微分运算电路E.加法运算电路F.乘方运算电路选择一个合适的答案填入空内。

(1)欲将正弦波电压移相＋90o，应选用( C )。

(2)欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用( F )。

(3)欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用( E )。

(4)欲实现A u=−100 的放大电路，应选用( A )。

(5)欲将方波电压转换成三角波电压，应选用( C )。

(6)欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用( D )。

二、填空：(1)为了避免50H z电网电压的干扰进入放大器，应选用( 带阻)滤波电路。

(2)已知输入信号的频率为10kH z~12kH z，为了防止干扰信号的混入，应选用( 带通)滤波电路(3)为了获得输入电压中的低频信号，应选用( 低通)滤波电路。

(4)为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选用( 有源)滤波电路。

三、已知图T7.3所示各电路中的集成运放均为理想运放，模拟乘法器的乘积系数k大于零。

试分别求解各电路的运算关系。

(a)(b)图T7.3解：图(a)所示电路为求和运算电路，图(b)所示电路为开方运算电路。

它们的运算表达式分别为：(a) 12413121234()(1)//f I I O f I R u u R u R u R R R R R R =-+++⋅⋅+ 11O O u u dt RC =-⎰(b) '23322144O I O O R R R u u u ku R R R =-⋅=-⋅=-⋅O u =习题本章习题中的集成运放均为理想运放。

7.1填空：(1) ( 同相比例 )运算电路可实现A u ＞1 的放大器。

(2) ( 反相比例 )运算电路可实现A u ＜0 的放大器。

(3) ( 微分 )运算电路可将三角波电压转换成方波电压。

(4)( 同相求和 )运算电路可实现函数123Y aX bX cX =++，a 、b 和c 均大于零。

精品行业资料，仅供参考，需要可下载并修改后使用！第七章信号的运算和处理自测题一、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。

（1）运算电路中一般均引入负反馈。

（）（2）在运算电路中，集成运放的反相输入端均为虚地。

（）（3）凡是运算电路都可利用“虚短”和“虚断”的概念求解运算关系。

（）（4）各种滤波电路的通带放大倍数的数值均大于1。

（）解：（1）√（2）×（3）√（4）×二、现有电路：A. 反相比例运算电路B. 同相比例运算电路C. 积分运算电路D. 微分运算电路E. 加法运算电路F. 乘方运算电路选择一个合适的答案填入空内。

（1）欲将正弦波电压移相＋90O，应选用。

（2）欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用。

（3）欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用。

（4）欲实现A u＝－100的放大电路，应选用。

（5）欲将方波电压转换成三角波电压，应选用。

（6）欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用。

解：（1）C （2）F （3）E （4）A （5）C （6）D三、填空：（1）为了避免50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用滤波电路。

（2）已知输入信号的频率为10kHz～12kHz，为了防止干扰信号的混入，应选用滤波电路。

（3）为了获得输入电压中的低频信号，应选用滤波电路。

（4）为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选用滤波电路。

解：（1）带阻（2）带通（3）低通（4）有源四、已知图T7.4所示各电路中的集成运放均为理想运放，模拟乘法器的乘积系数k 大于零。

试分别求解各电路的运算关系。

图T7.4解：图（a ）所示电路为求和运算电路，图（b ）所示电路为开方运算电路。

它们的运算表达式分别为I3142O 2O43'O 43I 12O2O1O I343421f 2I21I1f O1 )b (d 1)1()( )a (u R kR R R u ku R R u R R u R R u t u RCu u R R R R R R R u R u R u ⋅=⋅-=-=-=-=⋅+⋅+++-=⎰∥习题本章习题中的集成运放均为理想运放。

电路基础原理运算放大器的放大与滤波作用电路基础原理是电子学的基础，而运算放大器作为电路中的重要组成部分，在电子技术中发挥着重要的作用。

本文将介绍运算放大器的放大和滤波作用。

运算放大器是一种电子放大器，具有高增益和低失真的特性。

它通常由一个差动输入级、一个差动放大级和一个输出级组成。

差动输入级能够提供高共模抑制比，差动放大级能够提供高增益，输出级能够提供较大的输出电流。

这样的结构使得运算放大器能够将输入信号进行放大，同时还能够消除输入中的共模干扰。

运算放大器的放大作用在很多电路中得到应用。

在信号处理中，运算放大器可以将输入信号放大到合适的幅度，以满足后续电路的需求。

例如，在音频放大器中，运算放大器可以将微弱的声音信号放大到足够大的幅度，以驱动扬声器发出声音；在测量仪器中，运算放大器可以放大微小的传感器信号，以便进行准确的测量。

此外，运算放大器还可以实现滤波功能。

滤波是将特定频率范围的信号从混合的信号中分离出来的过程。

运算放大器可以通过正确选择电容和电阻的参数来实现滤波的功能。

根据不同的滤波需求，可以设计出低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等不同类型的电路。

例如，当需要从输入信号中滤除高频噪声时，可以使用低通滤波器。

低通滤波器的基本原理是通过将高频信号分流到地，只传递低频信号。

通过在运算放大器的输入端串联一个电容，可以实现低通滤波的效果。

类似地，当需要滤除低频噪声时，可以使用高通滤波器。

带通滤波器则可以将指定频率范围内的信号通过，而滤除其他频率范围的信号。

带阻滤波器则是将指定频率范围内的信号屏蔽掉。

通过将运算放大器与滤波器相结合，可以实现更复杂的电路功能。

例如，可以使用运算放大器与多个滤波器级联来实现多级滤波器，以获得更加精确的滤波效果。

此外，运算放大器也可以与其他电子元件相结合，如电容、电感等，来实现更加多样化的滤波特性。

总之，电路基础原理中的运算放大器具有放大和滤波的作用。

它能够将输入信号放大到合适的幅度，并可以通过滤波器来滤除不需要的信号成分。

名词解释模电
模拟电子学（Analog Electronics）是电子学的一个重要分支，
研究模拟信号的处理与传输。

模拟信号是连续变化的信号，可以采用多种形式进行表示，如电压、电流、音频波形等。

模拟电子学主要关注信号的放大、滤波、混频、调制等处理，以及模拟信号在电路中的传输和转换。

模拟电子学的主要任务是提供一种方式来处理模拟信号，保持信号的准确性和完整性。

为了达到这个目标，模拟电子学使用模拟电路来实现各种信号处理功能。

模拟电路由各种模拟元件（如电阻、电容、电感）和电子器件（如晶体管、运算放大器）组成，能够对模拟信号进行放大、滤波、调制等处理。

模拟电子学中的一个重要原理是电路中的欧姆定律，它描述了电压、电流和电阻之间的关系。

根据欧姆定律，电压等于电流乘以电阻。

这个定律在模拟电子学中被广泛应用于电路设计和分析。

模拟电子学的一个关键应用领域是音频处理。

在音频设备中，模拟电子学被用于放大音频信号、滤波杂音、混响处理等。

另外，模拟电子学也在通信系统中起到重要作用。

例如，调制器是一种模拟电子学设备，用于将数字信号转换为模拟信号，以便在无线通信中传输。

随着数字电子技术的发展，数字电子学在很大程度上取代了模拟电子学。

数字电子学处理的是离散的信号，而模拟电子学处理的是连续的信号。

然而，模拟电子学仍然具有重要的价值，
尤其在一些特定的应用领域，如音频处理、能源管理和传感器系统等。

总之，模拟电子学是研究模拟信号处理和传输的一门学科，通过使用模拟电路来实现信号的放大、滤波、混频、调制等功能。

模拟电子学在音频处理、通信系统和其他领域具有重要的应用价值。