当前位置：文档之家 › 第七章信号的运算和处理案例

第七章信号的运算和处理案例

  • 格式：ppt
  • 大小：4.35 MB
  • 文档页数：73

下载文档原格式

  / 73

合集下载

名师推荐第7章信号的运算和处理26779

名师推荐第7章信号的运算和处理26779

存在问题：
uD
（1）∵有UT、IS， ∴ 精度受 T影响大。(2)uI较小时，eUT 与1相差大。
（3） uI较大时，二极管方程误差大。 （4） 只能uI>0，且|uo|=uD。
2)改进型 为解决（4），可将D反向，有
uO

uD
UT
ln
(uI ) RI S
为解决(2)、（3），用三极管
uO
又uN uP 0
uI 0 0 uO
R
Rf
“虚地 ”
uO

Rf R
uI
+ iR + iN
-
说明：（1）比例系数Auf=-Rf/R,与 运放内部参数无关。
（2）当Rf=R时，uO=-uI 单位 增益反相器。
iN iR iF 0，电压并联负反馈。 R' RN R // Rf 平衡电阻。
若要Rif R1 Auf 一定 R3 , 并不需要R2 , R3, R4很大。
返回
2. 同相比例运算电路
uO

(1
Rf R
)uI
说明：（1）比例系数Auf=1+Rf/R, 与运放内部参数无关。
+
uF ++u+-I’
（2）当Rf=0，或R=∝,则
+
Auf=1，电压跟随器。
uI' uI uF ,电压串联负反馈。
(2)iP iN 0
rid ,虽然uP uN
电路条件：必须引入深度负反馈 电路条件：开环；或引入正反馈
，以使uP-uN≈0
7.2 基本运算电路 ：运放必在线性区，电路必引入深度负反馈。

第7章信号运算和处理

第7章信号运算和处理

RF=0 且R1=∞
• 有分压电阻的同相比例运算电路
u
R3 R2 R3
ui
uO
(1 RF R1
)u
Rf
R1
u ui R2
uo
R3
uOR2R 3R3(1R RF 1 )ui
第7章信号运算和处理
比例电路应用实例—— 数据放大器
数据放大器常用于数据采集、工业自动化、精密量测等
信号输入采用应变仪电阻桥 电阻桥的四个臂的电阻相等（典型
uo
uoR2R R(1R R1 f )ui1R R1 f ui2
令R1=R2，Rf=R
uo
Rf R1
(ui1
ui2
)
第7章信号运算和处理
例：求uo的表达式
u i1 R1
Rf
u i2 R2
uo1
RF R1
ui1uo2
RF R2
u i3
7.2.1 比例运算电路 7.2.2 加减法运算电路 7.2.3 积分和微分运算电路
第7章信号运算和处理
7.2.1 比例运算电路
1 反相比例运算电路
Rf
根据虚断I+ 0，故u+0,
且Ii If 根据虚短，u+u- 0 Ii = (ui－ u-)/R1 ui/R1 uo －If Rf =－ui Rf /R1 电压增益
第7章信号运算和处理
运算放大器是 由直接耦合多级 7.1 理想集成运算放大器 放大电路集成制 7.2 集成运放在信号运算方面的应用
造的高增益放大 7.3 集成运放在信号处理方面的应用
器，它是模拟集
成电路之中。
第7章信号运算和处理
7.1 理想集成运算放大器 • 7.1.1 理想运算放大器的条件 • 7.1.2 理想运算放大器的分析依据

模拟电子技术基础第七章

模拟电子技术基础第七章

第七章 信号的运算和处理
7.2.1 比例运算电路
一、反相 比例运算电路 1. 电路 组成 电路核心器件为集成运放;
电路的输入信号从反相输入端输入;
同相输入端经电阻接地; 电路引入了负反馈，其组态 为电压并联负反馈。 说明：由于集成运放输入极对称， 为保证外接电路不影响其对称性， 通常在运算电路中我们希望RP= RN 。
uo3
f
R3
uI 3
第七章 信号的运算和处理
2. 同相求和运算电路
iN 0
uo (1
Rf R
？
)u N u N u P
iP 0 i1 i 2 i 3 i 4 uI 1 uP uI 2 uP uI 3 uP uP R1 R2 R3 R4 1 1 1 1 uI 1 uI 2 uI 3 ( )uP R1 R 2 R 3 R 4 R1 R 2 R 3 uI 1 uI 2 uI 3 uP RP ( ) 式中RP R1 // R2 // R3 // R4 R1 R 2 R 3
即：uP>uN，uo =+ UOM ；
+UOM
uP<uN ，uo =- UOM 。
（2）仍具有“虚断”的特点。
即： iP=iN =0。
-UOM
对于工作在非线性区的应用电路，上述两个特点是分析其 输入信号和输出信号关系的基本出发点。
第七章 信号的运算和处理
7.2 基本运算电路
第七章 信号的运算和处理
第七章 信号的运算和处理
求解深度负反馈放大电路放大 倍数的一般步骤：
（1）正确判断反馈组态；
【 】
内容 回顾
（2）求解反馈系数；
（3）利用 F 求解

第7章 信号的运算和处理

第7章 信号的运算和处理
1. 积分电路
放电 i1 uI R － 充电 R′ ＋ ＋ uC C ∞ ＋ － iC
uO
图 7 – 11 反相积分电路基本形式
第7章 信号的运算和处理
由电路得
uO uC u
0 , 并且
因为“-”端是虚地, 即u
uC
1 iC dt uC (0) C
称为电容端电
式中uC(0)是积分前时刻电容C上的电压,
输出电阻为
U i1 I1 U i2 I2 U i3 I3
R1 R2 R3
ro 0
第7章 信号的运算和处理
2. 同相求和电路
If I1 Ia Ib Ic Ra Rb Rc I ＋ R1 － ∞ ＋ Uo Rf
Ui Ui Ui
1 2 3
图 7 – 8 同相求和电路
第7章 信号的运算和处理
均为零。 (5) 共模抑制比CMRR=∞; (6) 输出电阻rod=0; (7) -3dB带宽fh=∞;
(8) 无干扰、 噪声。
第7章 信号的运算和处理
7.1.3 集成运放的线性工作区
放大器的线性工作区是指输出电压Uo与输入电压Ui成
正比时的输入电压Ui的取值范围。记作Ui min～Ui max。 Uo与Ui成正比, 可表示为

U i3 U Rc
0
第7章 信号的运算和处理
因为
U i1 U i2 U i3 U R R R R b c a
'
式中 R′=Ra∥Rb∥Rc，所以
Uo
R1 R f R1
U i1 U i2 U i3 R R R R b c a
第7章 信号的运算和处理

模电-7-信号的运算和处理PPT课件

模电-7-信号的运算和处理PPT课件

若 要 求 R i 1 0 0 k ， 则 R 1 ？ 若 比 例 系 数 为 1 0 0 ， R 2 R 4 1 0 0 k ， 则 R 3 ？ 约1K
.
9
2. 同相比例运算电路
根据“虚短”和“虚断”的特点，可知
R/= R // RF
iN = 0；
所以 uN
R R RF
uO
又 uN = uP = uＩ
u O f(u I) ?R i ?R o ?
该电路可等效成差分放 大电路的哪种接法？与该 接法的分立元件电路相比 有什么优点？
.
19
讨论三
已知R1＝R2，求解uO= f (uI) = ? 二极管什么时候导通？什么
时候截止？
uI 0,D导通，u0 uI uI0,D截止，u0 uI
.
20
四、积分运算电路和微分运算电路
i2
i1
为使电路引入的是负反馈， k和uI2的极性应如何？(同）
i1 i2
u I1
u
' O
R1 R2
uO ' RR12 uI1kuI2uO
uO
R2 R1
uI1 k uI2
.
33
4). 开方运算
uO'
R2 R1
uI
kuO2
uO
R2 kR1
uI
为满足上式，电路中uI、 uO、k的极性是什么？为什么？ uI、 k的极性相反， uI、 uO的极性相反
uo = uI1uI2
求对数，得： lu n O ln u Iu 1 I( ) 2 lu n I 1 lu n I2
ue uu 再求指数，得： O
ln uI1 ln uI2
I1I2

(完整版)模拟电子技术第7章信号的运算和处理

(完整版)模拟电子技术第7章信号的运算和处理

第 7章 信号 的运算和处理1、A 为理想运算放大器。

2(08分)1.某放大电路如图所示，已知A u u I 2u Iu o 与输入电压 u I 间 的关系式为（ 1）当时，证明输出电压I1R R 4 2 u o1u 。

I R R 31uI 12V 时， u 1.8V ，问 R 应取多大 ? （2）当o 1u I 1 0.5 mV ，A 、 A 为理想运算放大器，已知 (10分)2.左下图示放大电路中，1 2u I 2 0.5 mV 。

（ 1）分别写出输出电压 u 01、 u o2、 u的表达式，并求其数值。

ou＝？o（ 2）若不慎将 R 短路，问输出电压1A 、A 为理想运算放大器。

(06分)3.右上图示放大电路中，已知（1）写出输出电压 u 1 2u I 1、 u I 2间 的关系式。

与输入电压o （2）已知当 u =1V 时，I1uo u I 2＝？＝ 3V ，问(10分)4.电流 -电流变换电路如图所示， A 为理想运算放大器。

I L （1）写出电流放大倍数 A i ， ＝？I S 10mA IL的表达式。

若I SR FI＝？L（2）若电阻短路，(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。

I L（1）试写出输电流的表达式。

（2）输入电流源I L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。

1A～（1）导出输出电压U O的表达式U O f (I )。

若要求电路的变换量程为IR5V，问＝？3（2）当I I＝1A时，集成运放 A 的输出电流I O＝？(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 的变化范围为 4.2～10.2V，应选电位器 R＝？o W （ 2）欲使输出电压 U 的极性与前者相反，电路将作何改动？o(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。

第七章 信号的运算与处理7.1-7.2-精品文档

第七章 信号的运算与处理7.1-7.2-精品文档

u I3 I1 u I2 u u R O f R R 1 2 3 R
说明
也可用叠加原理求uO和uI的关系。
《低频电子线路》多媒体课件
电子信息研究室
2. 同相求和电路 在同相比例运算电路中，有
R u 1 f )u o ( P R
对于节点P，根据“虚断” 和KCL得
扩大线性运用范围
《低频电子线路》多媒体课件
电子信息研究室
三、理想运放在非线性工作区
电路特征： 运放处于开环或引入正反馈状态 传输特性如图所示
UM
UM
特点
①输出电压uo=±UOM ②只具有“虚断”特点不具有“虚短”特点。
《低频电子线路》多媒体课件
电子信息研究室
7.2 基本运算电路
输入电压和输出电压均对“地”而言
【解】 电路中A1构成同相比例运算电路，A2构成反相比例运算电路 其中
R 100 k Ω 2 u 1 u 1 u 11 u O1 I I R I 10 k Ω 1 R R 5 5 u u 11 u 55 u O O1 I I R 100 k Ω 4
R5＝500kΩ
《低频电子线路》多媒体课件
电子信息研究室
7.2.2 加减运算电路
1. 反相求和运算电路
一、求和运算电路
根据“虚短”规则，有 uN=uP=0 根据“虚断”规则和KCL得
i i i i 1 2 3 F
即
u u I3 I1 u I2 u O R R R R 1 2 3 4
开环差模增益Aod=∞； 差模输入电阻Rid= ∞； 输出电阻RO=0； 共模抑制比KCMR= ∞； 上限截止频率fH= ∞； 失调电压UOI、失调电流IOI和温漂均为零且无任何内部噪声。

第七章 信号运算与处理电路PPT课件

第七章 信号运算与处理电路PPT课件

ui
R I i 1 I f I
u
u
I
R2
uo
Avf= uo /ui =－Rf /R1
பைடு நூலகம்
uo
Rf R1
ui
平衡电阻 R2 =R1||Rf
特例：反相器 令R1=Rf uo= -ui
南理工紫金学院9
模拟电子线路
2 同相比例运算电路
根据虚断，ui =u+
Rf
根据虚短，ui =u+uuo= -If Rf +ui
南理工紫金学院3
模拟电子线路
7.1 理想集成运算放大器
开环电压增益 Av=∞
差模输入电阻 Rid=∞
输出电阻
R0=0
南理工紫金学院4
模拟电子线路
7.1.1 理想集成运算放大器的分析依据
Rid II0(虚)断
2、线性分析依据:（有负反馈或闭环）
(u+- u-)·Au0 = uo Au0=
uo=有限值
ii R1i f u
uo (ui /R1)Rf +ui 电压增益
Auf= uo /ui =1+(Rf /R1)
ii
u i R2u
uo
uo
(1 Rf R1
)ui
南理工紫金学院10
• 平衡电阻的取值：R2=R1||Rf • 特例：电压跟随器uo=ui
模拟电子线路
R1=∞
RF=0
RF=0 且R1=∞
13
南理工紫金学院
• 反相加法电路
模拟电子线路
在 反相比例运算电路的基础上，增加一个输入支 路，就构成了反相输入求和电路，见下图。
Rf
u i1

7信号的运算及处理

7信号的运算及处理
20
R1 RF
-
ui1
R21
+ +
ui2 R22
R´
左图也是同相求和运算 电路，怎样求同相输入 uo 端旳电位？
提醒： 1. 虚开路：流入同相端旳
电流为0。 2. 节点电位法求u+。
21
三、单运放旳加减运算电路
R1
R5
ui1
ui2
R2
R3 ui3
_
uo
+
+
ui4
R4
R6
实际应用时可合适增长或降低输入端旳个数， 以适应不同旳需要。
线性放大区
Ao越大，运放旳线性范围越小，必须在输出与输入之 间加负反馈才干使其扩大输入信号旳线性范围。
3
一、在分析信号运算电路时对运放旳处理
因为运放旳开环放大倍数很大，输入电阻 高，输出电阻小，在分析时常将其理想化， 称其所谓旳理想运放。
理想运放旳条件
Ao
ri
运放工作在线性区旳特点
虚短路
虚开路
10
例：求Au =?
虚短路
虚开路
i2 R2 M R4 i4
u u 0
i3 R3
i1= i2
虚开路
i1 ui
R1
_
+ +
uo
uo
vM
1
R4 11ຫໍສະໝຸດ RPR2 R3 R4
i2
vM R2
i1
ui R1
11
uo
vM
1
R4 1
1
R2 R3 R4
i2
vM R2
i1
ui R1
Au
uo ui
R2

第七章信号的运算和处理

第七章信号的运算和处理

无任何内部噪声。
模 拟电子技术
二、理想运放在线性工作区
1. 理想运放在线性区的特点
运放的同相输入端和反
uO = Aod(up-uN ) ∵Aod = ∞相输入端的电位“无穷”
接近，好象短路一样，
（1）uP = uN 虚短
但却不是真正的短路。
（2）iP = iN =0 虚断
2运. 理放的想同运相放输工入作端在和线反性区 的相好电象输路断入路特端一的征样电：，流但趋却于不0 ， 是电真正路的中断引路入。负反馈。
[例7.2.3] 设计一个运算电 路 设计要求： u O u I u I u I
25k 100k
20k
10k
当：R1//R4=R3//R2//Rf
111110k 1 R4 R2 R3 Rf R 1
模 拟电子技术
2. 同相求和运算电路 图7.2.9 同相求和运算电路
i4i1i2i3
uI1uPuI2u PuI3u PuP
R 1
R 2
R 3 R 4
RP=R1//R2//R3//R4
uP
RPuRI11
uI2 R2
uRI33
uO
1
Rf R
up
当：R1//R2//R3//R4=R//Rf
uO
Rf uRI11
模 拟电子技术
分析运算电路的步骤
• 1.列出关键节点的电流方程；如N、P点； • 2.根据“虚短”、“虚断”的原则整理； • 3.得出输入输出的运算关系。
[例7.模2.1]拟电路电 图子 技 术
解：uN uP 0
i2
i1
uI R1
uM
i2R2
R2 R1
uI
∵R2>>R4

七章信号的运算与处理电路-

七章信号的运算与处理电路-
u+ + A + uOA
R2
R/2
Rf
u－ － ∞
u+ + A +
uo
R0
uo
(Rf R1
ui 1R R2f
ui 2)
u o (R R 1 fu i1 R R 2 f( u i2 ) )R R 2 fu i2 R R 1 fu i1
2、差动减法器
综合：
叠加原理
uoR R1 f ui1(1R R1 f)R3R 3R2ui2
uo
+10V
+Uom
V
ui
+∞
A －
+
uo
V
0
ui
-Uom
-10V
运放工作在非线性区的分析方法在下一章讨论
7.1 比例运算电路
一. 反相比例运算
虚地点
if
Rf
ui R 1
i1
u－ －
∞
u+ + A +
uo
电压放大倍数:
A uo Rf
ui
R1
反馈方式：
电压并联负反馈
因为有负反馈， 利用虚短和虚断
ui 2)
若R1 =R2 =R,
uo
Rf R
(ui1 ui2)
2. 同相求和运算：
i1
i f Rf
R
u－
－∞
ui1 R1 u+ + A +
ui2 R2
i1
i f Rf
R
u－
－∞
uo
ui
R1 u+ + A +
uo
同相比例运算:

模拟电子技术基础-第七章信号的运算和处理

模拟电子技术基础-第七章信号的运算和处理
详细描述
在模拟电子技术中，信号的乘法运算是一种重要的运算方式。通过将一个信号 与另一个信号对应时间点的值相乘，可以得到一个新的信号。这种运算在信号 处理中常用于调制和解调、放大和衰减等操作。
除法运算
总结词
信号的除法运算是指将一个信号除以另一个信号，得到一个新的信号。
详细描述
在模拟电子技术中，信号的除法运算也是一种重要的运算方式。通过将一个信号除以另一个信号，可以得到一个 新的信号。这种运算在信号处理中常用于滤波器设计、频谱分析和控制系统等领域。需要注意的是，除法运算可 能会引入噪声和失真，因此在实际应用中需要谨慎使用。
减法运算
总结词
信号的减法运算是指将一个信号从另一个信号中减去，得到一个新的信号。
详细描述
信号的减法运算在模拟电子技术中也是常用的一种运算方式。通过将一个信号从 另一个信号中减去，可以得到一个新的信号。这种运算在信号处理中常用于消除 噪声、提取特定频率成分或者对信号进行滤波等操作。
乘法运算
总结词
信号的乘法运算是指将一个信号与另一个信号对应时间点的值相乘，得到大是指通过电子电路将输入的微弱信号放大到所需 的幅度和功率，以满足后续电路或设备的需要。
放大器的分类
根据工作频带的不同，放大器可以分为直流放大器和交流 放大器；根据用途的不同，放大器可以分为功率放大器、 电压放大器和电流放大器。
放大器的应用
在通信、音频、视频等领域，放大器是必不可少的电子器 件，例如在音响系统中，我们需要使用功率放大器来驱动 扬声器。
信号调制
信号调制的概念
信号调制是指将低频信息信号加载到 高频载波信号上，以便于传输和发送。
调制方式的分类
调制技术的应用
在无线通信中，调制技术是必不可少 的环节，通过调制可以将信息信号转 换为适合传输的载波信号，从而实现 信息的传输。

07信号的运算和处理

07信号的运算和处理

26mV
PN结的伏安特性
利用PN结的指数特性实现对数运算
1.0 D/V
一、 对数运算电路:
1、 采用二极管的对数运算电路: vO vD
iR iD
iR

ui R
iD ISevD/VT
vO

vD

VTln
iD IS

VTln
vI RI S
2、利用三极管的对数运算电路：
ic

uo2

Rf
( ui 3 R3

ui 4 R4
)
二、加减运算电路:
1、 加减运算
uo1

Rf
( ui1 R1

ui2 R2
)
uo2

Rf
( ui 3 R3

ui 4 R4
)
R1 // R2 // Rf R3 // R4 // R5
uo

uo1
uo2

Rf
( ui 3 R3

ui 4 R4
R2 R1R3
ui
i4 i2 i3
u0 i2R2 i4R4
u0


R2 R4 R1
(1
R2 // R4 R3
)ui
二、 同相比例运算放大器：
iF RF
ib+ =0
i1
u-= u+= ui

_
uo
ib- =0
ui R1
+ +
RP
RP=R1//RF
Au=1+
RF R1
电压串联负反馈！
第七章 信号的运算和处理

第7章 信号的运算和处理(2)71基本运算电路(2)PPT课件

第7章 信号的运算和处理(2)71基本运算电路(2)PPT课件

当 Rp =RN
且：R f//RR 1//R 2//R 3
设计电路时则可省去R4 (R4 = ∞)
uORf(uRI11uRI22uRI33)
7 - 2- 19
二、加减运算电路
当运放同相 输 入端、反相输入端同 时有信号输入时,电 路就可以实现加、减 运算。 一般采用叠加原理得到输入与输出的关系。
保证输入端的对称性
另外,可 用叠加原理求解输 出电压与输入电压的关系。
每一输入端单独作用时， 其余输入信号的作用为0。
如果uI1
作用
uO1
Rf R1
uI1
如果uI如果uI3 作用
uO3
Rf R3
uI3
uOuO 1uO 2uO 3
保证输入端的对称性
利用此原理可以设计不同运算比例的求和电路。
7 - 2- 2
例：分别选择“反相”或“同相”填入下列各空内。 （1）反相 比例运算电路中集成运放反相输入端为虚 地，而 同相 比例运算电路中集成运放两个输入端的电 位等于输入电压。 （2） 同相 比例运算电路的输入电阻大，而 反相 比 例运算电路的输入电阻小。
7 - 2- 3
（3） 同相 比例运算电路的输入电流等于零，而反相 比 例运算电路的输入电流等于流过反馈电阻中的电流。 （4） 同相 比例运算电路的比例系数大于1，
内容回顾
一、比例运算电路
1、反相 比例运算电路
uO
Rf R
uI
2、同相 比例运算电路
uO
(1
Rf R
)uI
7 - 2- 1
整体概述
概况一
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况二
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容

第7章 信号的运算和处理-精选文档

第7章 信号的运算和处理-精选文档

3. 线性区
为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈。 集成运放工作在线性区的特征是 电路引入负反馈。 运放工作在线性区的分析方法：
“虚短”（UP=UN） “虚断”（iP=iN=0）
对于单个的集成运放，通过无源的反馈网络将集成运放的输出端与反相 输入端连接起来，就表明电路引入了负反馈。因此，可以通过电路是否 引入了负反馈，来判断电路是否工作在线性区。
第七章 信号运算与处理电路 7.1 概述 7.2 基本运算电路 7.3 模拟乘法器及其应用 7.4 有源滤波电路
小结
7.1 概述
运算放大器的两个工作区域（状态）
1. 运放的电压传输特性
设：电源电压±VCC=±10V处于线性区。
Au越大，线性区越小， 当Au→∞时，线性区→0
2.理想运放的性能指标
利用集成运放作为放大电路，引入各种不同的反馈，就可以构成具有不 同功能的实用电路。在分析各种实用电路时，通常都将集成运放的性能 指标理想化，即将其看成为理想运放。
开环差模增益（放大倍数） Aod=∞; 差摸输入电阻Rid=∞; 输出电阻 R0=0; 共模抑制比KCMR= ∞; 上限截止频率fH= ∞; 失调电压、失调电流及其温漂均为零，且无任何内部噪声。
因为在运算电路中一般都引入电压负反馈，在理想运放 条件下，输出电阻为零，所以可以认为电路的输出为恒压源， 带负载后运算关系不变。
例二：试求图示电路输出电压与输入电压的运算 关系式。
解 :
根据 “ 虚短 ” 和 “ 虚断 ” 的概念
节点N的电流方程为
uI uM R1 R2
节点M的电流方程为
u u u u M O M M R R R 2 3 4
电压跟随器

第7章信号运算与处理

第7章信号运算与处理
uI uI R2 uI = R2 ( + ) R4 R1 R1 R3 R1
R2 + R4 R2 R4 ∴ Au = R R1R3 1 R2 + R4 R2 // R4 (1+ ) = R R3 1
第二节
二. 同相比例运算放大器
反馈方式: 反馈方式: 电压串联负反馈 因为有负反馈, 因为有负反馈, 利用虚短和虚断 u-= u+= ui i1=iF (虚断) 虚断)
uo u i u i = R2 R1
R=Rf//R
Au=1+
Rf R
f
Rf uo = (1 + ) ui R
第二节
例题2. 1V. 例题 R=10k , Rf=20k , ui =-1V.求:uo ,RP应 为多大? 为多大?
特点: 特点: 输入电阻(高) 输入电阻 高
Au=1+
Rf R
=1+20/10=3
u I1 u I2 uI3 uO = Rf ( ) R1 R2 R3
取Rf=100k 得: R1=10k R2=50k R3=25k
R2 // R3 // Rf = R1
所以R4=0 所以
7.2.3 积分和微分电路
一. 积分电路
iC u c + i R
ui ∵ 虚地 ∴ i = R 1 u O = u C = iC d t C
U t =– RC
U
0
uo
0
积分时限 TM
t
t
1 UTM U om = RC RCU om TM = =0.05秒 秒 U
-Uom
设Uom=15V,U=+3V, R=10k ,C=1F ,C=1
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

清华大学电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第七章
信号的运算和处理
7.1 概述
7.1.1 电子信息系统的组成
信号的 提取
信号的 预处理
信号的 加工
信号的 执行
图7.1.1电子信息系统示意图
清华大学电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第七章
信号的运算和处理
7.1.2 理想运放的两个工作区
理想运放工作区：线性区和非线性区
第七章
7.1 概述
7.2 7.3
童 诗 白 第 三 版
信号的运算和处理
基本运算电路 模拟乘法器及其运算电路的运用
7.4 有源滤波电路
7.5 电子信息系统预处理中所用电路
本章重点和考点
1.比例、求和及积分电路的综合运算。
2.有源滤波电路的基本概念(二阶低通 滤波电路)。
童 诗 白 第 三 版
本章教学时数： 6学时
Auf uo RF uI RI
图 7.2.1
RF uo - u I RI
* R2 = R1 // RF Rif = R1
反相输入端“虚地”，电路的输入电阻为
引入深度电压并联负反馈，电路的输出电阻为
R0f =0
(动画avi\8-1.avi)
清华大学电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第七章
本章讨论的问题：
1.什么是理想运放？指标参数有哪些？ 2.为什么在运算放大电路中集成运放必须工作在线性区？ 为什么理想运放工作在线性区时会有虚短和虚断？ 3.如何判断电路是否是运算电路？有哪些基本运算电路？ 怎样分析运算电路的运算关系？ 童 诗 白 第 三 版 4.为了获得信号中的直流分量，或者为了获得信号中的 高频分量，或者为了传送某一频段的信号，或者为了 去掉电源所带来的50Hz干扰，应采用什么电路？
第七章
信号的运算和处理
二、理想运放在线性工作区
输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放 大关系，即
u-
i-
uO Aod ( u - u- )
u
i
+
Aod
uO
理想运放工作在线性区特点：
1. 理想运放的差模输入电压等于零 uO ( u - u- ) 0 即 u uAod
如
——“虚短” —“虚地”
U OM uP - uN Aod 14 V 2 105 70 μV
非线性区
uO
实际特性
O
uP-uN
非线性区
线性区
清华大学电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第七章
信号的运算和处理
7.2
基本运算电路
集成运放的应用首先表现在它能够构成各 种运算电路上。
在运算电路中，集成运放必须工作在线性 区，在深度负反馈条件下，利用反馈网络 能够实现各种数学运算。 基本运算电路包括： 比例、加减、积分、微分、对数、指数
一、理想运放的性能指标
开环差模电压增益 Aod = ∞； 差模输入电阻 rid = ∞；
输出电阻 ro = 0；
共模抑制比 KCMR = ∞； UIO = 0、IIO = 0、 UIO = IIO = 0； 输入偏置电流 IIB = 0； - 3 dB 带宽 fH = ∞ ，等等。
清华大学电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
-UOM
清华大学电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第七章
信号的运算和处理
理想运放工作在非线性区特点： 1. uO 的值只有两种可能 当 uP > uN时，uO = + UOM 当 uP< uN时, uO = - UOM 在非线性区内， (uP - uN) 可能很大，即 uP ≠uN 。 “虚地”不存在 2. 理想运放的输入电流等于零
图 7.2.3
*R2 = R1 // RF
R1 所以 uO uI R1 RF
由于该电路为电压串联负 反馈，所以输入电阻很高。
Rif= Ri ( 1+Aod F )
RF 得： uo (1 )uI RI
uO RF Auf 1 uI RI
清华大学电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
7.2.1
比例运算电路
清华大学电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第七章
信号的运算和处理
一、反相比例运算电路
1.基本电路(电压并联负反馈)
由于“虚断”，i+= 0，u+ = 0；
由于“虚短”， u- = u+ = 0 由 iI = iF ，得 ——“虚地” uI - u- u- - uo R1 RF
将各电流代入上式
R2 R4 R2 // R4 uo (1 )uI RI R3
清华大学电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第七章
信号的运算和处理
二、同相比例运算电路
根据“虚短”和“虚断” 的特点，可知 uＩ i+ = i- = 0；
R1 所以 u- uO R1 RF
又 u- = u+ = uＩ
(动画avi\8-2.avi)
u u- 0
清华大学电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第七章
信号的运算和处理
2. 理想运放的输入电流等于零 由于 rid = ∞，两个输入端均没有电流，即
i i- 0
uO
+UOM
——“虚断”
三、理想运放的非线性工作区
理想特性
O
u+-u-
图 7.1.3 集成运放的电压传输特性
本章讨论的问题：
5.滤波电路的功能是什么？什么是有源滤波和无源滤波？ 为什么说有源滤波电路是信号处理电路？ 6.有几种滤波电路？它们分别有什么特点？
童 诗 白 第 三 版
7.从本质上讲，有源滤波电路与运算电路一样吗？为 什么？有源滤波电路有哪些主要指标？
8.由集成运放组成的有源滤波电路中一定引入负反馈吗？ 能否引入正反馈？
iP i N 0
清华大学电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第七章
信号的运算和处理
实际运放 Aod ≠∞ ，当 uP 与 uN差值比较小时，仍有 Aod (uP - uN )，运放工作= ± 14 V，Aod 2 × 105 ，线性 区内输入电压范围
信号的运算和处理
2. T型网络反相比例运算电路 电阻R2 、 R3和R4构成 T形网络电路 节点N的电流方程为
所以
uI - uM i2 R1 R2 uM R2 i3 - uI R3 R1 R3
i4 = i2 + i3
输出电压
图7.2.2 T型网络反相比例运算电路
u0= -i2 R2 – i4 R4