模拟电子技术基础 教学课件 作者 陈大钦 秦臻 邹韬平 第05章 信号运算电路.pptVIP

模拟电子技术基础 电子教案 V1.0 5 信号运算电路 5.1 运算放大器的工作原理 5.1.1 原理电路及代表符号 5.1.2 电路模型及传输特性 5.2 集成运算放大器的主要参数 5.2.1 输入失调参数 5.2.2 差模特性参数 5.2.3 共模特性参数 5.2.4 大信号动态特性 5.2.5 电源特性参数 5.3 运算电路的三种输入方式 5.3.1 同相输入放大电路及虚断概念的引出 5.3.2 反相输入放大电路 5.3.3 差分输入放大电路 例5.3.1 5.4 加减运算电路 5.4.1 加法电路 5.4.2 减法电路 5.5 积分电路和微分电路 5.5.1 积分电路 例5.5.1 5.5.2 微分电路 5.6 对数和反对数(指数)运算电路 5.6.1 对数运算电路 5.6.2 反对数(指数)运算电路 5.7 集成运放性能指标对运算误差的影响 5.8 变跨导模拟乘法器及其在运算电路中的应用 图5.5.6 微分电路的输入、输出波形 图5.5.5 反相微分电路 设t=0时，vc=0 微分电路对高频噪声特别敏感，以致输出噪声可能完全淹没微分信号。 5.5 积分电路和微分电路 传递函数 ： 输出表达式 ： 5.6.1 对数运算电路 5.6.2 反对数(指数)运算电路 (a) 简单的对数运算电路 (b) 用三极管作对数元件的对数电路 图5.6.1 对数运算电路 由二极管的伏安特性方程式 设运放是理想的，则有 5.6 对数和反对数(指数)运算电路 输出表达式 ： 在实际应用中，为了扩大对数运算电路的动态范围，常利用三极管T的发射结代替二极管D作为对数元件。 图5.6.2 简单的反对数运算电路 5.6 对数和反对数(指数)运算电路 反对数(即指数)运算电路是对数运算电路的逆运算电路。因此，只要将简单的对数运算电路中的D和R位置互换，便可得到简单的反对数运算电路 * * 陈大钦 主编 华中科技大学电信系 邹韬平 5.2 集成运算放大器的主要参数 5.4 加减运算电路 5.7 集成运放性能指标对运算误差的影响 5.1 运算放大器的工作原理 5.3 运算电路的三种输入方式 5.5 积分电路和微分电路 5.8 变跨导模拟乘法器及其在运算电路中的应用 5.6 对数和反对数(指数)运算电路 5.1.1 原理电路及代表符号 5.1.2 电路模型及传输特性 (a)原理电路 图5.1.1 简单的集成运算放大器 5.1 运算放大器的工作原理 1. 原理电路 ? 高增益直接耦合放大器 ? 输入级: 由T1、T2组成双端输入、单端输出差分放大电路。 ? 中间电压放大级: 由T3、T4组成复合管共射极电路， ? 输出级: 由T5、T6组成的两级射极跟随器电路 ? 相位关系 (+) (?) (+) (?) (?) (?) v0 = Aod( vp－ vN) (b)国家标准规定的符号 (c)现阶段国内外普遍使用的符号 图5.1.1 简单的集成运算放大器 5.1.1 原理电路及代表符号 5.1 运算放大器的工作原理 2. 集成运算放大器的代表符号及端子 v0 = Aod( vP ? vN ) Aod称为集成运算放大器的差模电压增益 vP ? vN 称为差模输入电压 运算放大器有两个输入端和一个输出端，是一个差分输入、单端输出的放大器。输出信号为： (a) 带公共地的两个直流电源 (b) 简化画法 图5.1.2 运算放大器中的直流电源 5.1.1 原理电路及代表符号 5.1 运算放大器的工作原理 2. 集成运算放大器的代表符号及端子 还有两个电源供给端 5.1 运算放大器的工作原理 1. 电路模型 图5.1.3 集成运算放大器的(简化)低频等效电路 图5.1.4 直流电压传输特性 2. 传输特性 运放工作在线性区时，必须满足条件 VOL Aod (vP－vN) VOH 当运放工作在饱和区时，则可分别表示为 当Aod (vP－vN) ≥VOH ，则v0 = VOH 5.1.2 电路模型及传输特性 5.1 运算放大器的工作原理 当Aod (vP－vN) ≤VOL ，则v0 = VOL 5.2.1 输入失调参数 5.2.2 差模特性参数 5.2.4 大信号动态特性 5.2.3 共模特性参数 5.2.5 电源特性参数 5.2 集成运算放大器的主要参数 图5.2.1 输入偏置电流