模拟电路6—基础运算电路.pptVIP

图 7.4.10压控电压源二阶低通滤波电路 图7.4.9压控电压源二阶低通滤波电路 3.压控电压源二阶低通滤波电路 用jω取代s，且令f0=1/(2πRC) 二、反相输入低通滤波器 1.一阶电路 图7.4.11反相输入一阶 低通滤波电路 令信号频率＝0，求出通带放大倍数 电路的传递函数 用jω取代s，且令f0=1/(2π R2C) fP= f0 * * 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 7.1.2　理想运放的两个工作区 一、理想运放的性能指标 开环差模电压增益 Aod = ∞； 输出电阻 ro = 0； 共模抑制比 KCMR = ∞； 差模输入电阻 rid = ∞； UIO = 0、IIO = 0、 ?UIO = ?IIO = 0； 输入偏置电流 IIB = 0； - 3 dB 带宽 fH = ∞ ，等等。 理想运放工作区：线性区和非线性区 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 + Aod 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 即 ——“虚短” —“虚地” 如 (动画avi\8-2.avi) 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 ——“虚断” 三、理想运放的非线性工作区 +UOM uO u+-u- O -UOM 理想特性 图 7.1.3　集成运放的电压传输特性 理想运放工作在非线性区特点： 当 uP uN时，uO = + UOM 当 uP uN时, uO = - UOM 　　1. uO 的值只有两种可能 　　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 　　实际运放 Aod ≠∞ ，当 uP 与 uN差值比较小时，仍有 Aod (uP　- uN )，运放工作在线性区。 　　例如：F007 的 UoM = ± 14 V，Aod ? 2 × 105 ，线性区内输入电压范围 uO uP-uN O 实际特性 非线性区 非线性区 线性区 但线性区范围很小。 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 7.2.1　　比例运算电路 * R2 = R1 // RF 由于“虚断”，i+= 0，u+ = 0； 由于“虚短”， u- = u+ = 0 ——“虚地” 由 iI = iF ，得 反相输入端“虚地”，电路的输入电阻为 Rif = R1 图 7.2.1 1.基本电路(电压并联负反馈) 一、反相比例运算电路 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) 2.　T型网络反相比例运算电路 图7.2.2 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 i4 = i2 + i3 输出电压 u0= -i2 R2 – i4 R4 所以 将各电流代入上式 二、同相比例运算电路 *R2 = R1 // RF 　　根据“虚短”和“虚断”的特点，可知 i+ = i- = 0； 又 u- = u+ = uＩ 得： 由于该电路为电压串联负反馈，所以输入电阻很高。 图 7.2.3 uＩ Rif= Ri ( 1+Aod F ) 当 图7.2.3RF = 0 或 R1 = ? 时，如下图7.2.4所示　 三、电压跟随器 Auf = 1 u0= uI 集成电压跟随器性能优良，常用型号 AD9620 计算方法小结 1.列出关键结点的电流方程，如N点和P点。 2.根据虚短(地)、虚断的原则，进行整理。 7.2.2　加减运算电路 一、求和运算电路。 1.　反相求和运算电路 由于“虚断”，i- = 0 所以：i1 + i2 + i3 = iF 又因“虚地”，u- = 0 所以： 当 R1 = R2 = R3 = R 时， 图 7.2.7 2　同相求和运算电路 由于“虚断”，i+ = 0，所以： 解得： 其中： 由于“虚短”，u+ = u- 图 7.2.9 7.2.3　积分运算电路和微分运算电路 一、积分运算电路 由于“虚地”，u- = 0，故 uO = -uC 由于“虚断”，iI = iC ，故 uI = iIR = iCR 得： τ = RC ——积分时间常数 图 7.2.16 (动画avi\12-1.avi) 积分电路的输入、输出波形 (一)输入电压为阶跃信号 图 6.3.2 t0