模电部分第8章(潘)信号的运算与处理电路.pptVIP

第八章 信号的运算与处理电路 8、1 基本运算电路 反相比例电路的特点： 2、同相比例运算电路 同相比例电路的特点： 8.1.1 加法电路 （反相输入求和电路） 2. 加法电路 (同相输入求和电路) 8.1.2 减法电路（反相求和电路） 减法电路（差分电路） 例1: 例2： 例3：求数据放大器的输出表达式 8.1.3 积分运算电路 例: 8.1.4 微分运算电路 8.3对数和反对数运算电路 * 3. 电流-电压变换器 续 8.5 有 源 滤 波 电路 8.5.1 有源滤波电路的分类 一阶有源滤波器 幅频响应 ui uo +UOM -UOM ? Ao越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。 ui uo _ + ? + Ao * 运放工作在线性区时的特点 例：若UOM=12V，Ao=106， 则|ui|12?V时，运放 处于线性区。 线性放大区 由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的理想运放。 “虚短” 放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。 “虚断” * 在分析信号运算电路时对运放的处理 若两输入端任一电位为零，则另一 端电位也为零 （1） 得： “虚地” （3） + + ∞ uo u– u+ i+ i– – ? （2） i+= i– ? 0 8.1.0 比例运算电路 1、反相比例运算电路 uo _ + ? + ? RF R1 RP ui i1 i2 i1= i2 “虚断” “虚地” 若 R1 = RF 则：u0＝－ui 称为： 反相器 取 RP =R1 // R2 为保证静态时输入级的对称性。加平衡电阻 RP 1. 共模输入电压为0，因此对运放的共模抑制比要求低。 2. 由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。 3. 由于并联负反馈的作用，输入电阻小，因此对输入电流有一定的要求。 4. 在放大倍数较大时，该电路结构不再适用 。 _ + ? + ? RF R1 RP ui uo u-= u+= ui 虚短 虚断 虚断 当 RF=0 时，（R1已无用） _ + ? + ? ui uo 称为：电压跟随器 3. 共模输入电压为ui，因此对运放的共模抑制比要求高。 1. 由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。 2. 由于串联负反馈的作用，输入电阻大。 i12 iF i11 R2 _ + + ? RF R1 us2 uo RP us1 “虚地” “虚断” 若 Rf = R1= R2 平衡电阻： Ri1 // Ri2 = R1 // RF u+ u+=? 也可写出 u–和 u+的表达式，利用 u–= u+ 的性质求解。 ui2 uo RF ui1 Ri2 Ri1 + + ? – ? R1 + – 也可用叠加原理 ui1单独作用(ui2＝0)时，求 ui2单独作用(ui2＝0)时，求 第一级： 第二级： 若R1=Rf 1， 若R2=Rf 2 ， 若R1= R2= R3= Rf ， 解：vs1和vs2为 差模输入信号，vo1和vo2也是差模信号，R1的中点为交流零电位。A3是双端输入放大电路。 数据放大器原理图 显然调节R1可以改变放大器的增益。 求数据放大器的输出表达式，并分析R1的作用。 例：由三运放放大器组成的温度测量电路。 uo R1 R1 + + A3 R2 R2 + + A1 _ + A2 R R RW + E=+5V R R R Rt ui Rt ：热敏电阻 集成化:仪表放大器 求v0的数值。 解： 在负反馈一章中已推导出关系： 代入上式既可得输出表达式 当输入信号是阶跃直流电压VI时，即 画出积分器的输出波形。 (a) 阶跃输入信号 解： 注意：当输入信号在某一个时间段等于零时，积分器的输出是不变的，保持前一个时间段的最终数值。因为虚地的原因，积分电阻 R 两端无电位差，因此C 不能放电，故输出电压保持不变。 (b)方波输入信号 if i1 由虚短及虚断性质可得 i1 = if uo C1 ui R2 RF + + – – + + ? – ? ui t O uo t O Ui –Ui 1.对数运算电路 2.反对数运算电路 (指数运算电路) 输出电压与输入电流成比例。 输出端的负载电流 负载不接地 输出电流与输入电压成比例。 ⊕ ○ ⊕ ○ ○ ⊕ 电流并联负反馈 电压串联正反馈 负载接地 滤波器是一种能使有用信号通过，滤除信号中无用频率，即抑制无用信