[工学]第七章信号的运算与处理.pptVIP

3. 集成对数运算电路 ICL8048电路如图。 采用对管及热敏电阻(R5)进行补偿，以减小IS、UT对运算关系的影响。 二、指数运算电路 1. 基本电路 输出电压 对温度敏感 2. 集成指数运算电路 7.2.5 乘法运算电路和除法运算电路 1. 利用对数和指数运算电路实现的乘法运算电路 方框图 电路 实现了乘法运算 2. 利用对数和指数运算电路实现的除法运算电路 用求差运算电路取代1中求和电路即可。 7.3 模拟乘法器及其在运算电路中的应用 7.3.1 模拟乘法器简介 符号 等效电路 模拟乘法器是实现两个模拟量相乘的非线性模拟集成器件。可方便地实现乘、除、乘方、开方运算电路。用途十分广泛。 输入、输出信号均对地而言。 1. ri1=?、 ri2 = ? 2. ro=0 3. k值不随信号幅值及频率变化。 4. 无失调电压、失调电流及噪声影响。 理想器件具备： * 模拟乘法器输入信号的四个象限 （k为乘积系数，也称标尺因子或乘积增益。） 根据允许输入信号的极性，模拟乘法器分为：单象限、两象限和四象限。 * 第七章 信号的运算和处理 7.1 概述 7.2 基本运算电路 7.3 模拟乘法器及其在运算电路中的应用 7.4 有源滤波电路 重点和难点 本章的难点： 运算电路运算关系的分析和识别；对数、指数运算电路和有源滤波电路的分析计算。 重点: 比例、加减、积分运算电路的工作原理和运算关系，利用“虚短”和“虚断”的概念分析这些运算电路输出电压和输入电压的运算关系。 （了解微分、对数、指数运算、乘法、除法运算、模拟乘法器及滤波的有关概念。） 后者 是难点，但不是重点。 7.1 概述 7.1.1 电子信息系统的示意图 接收器、传感器等。 通过隔离、阻抗变换、滤波等环节分离出信号并加以放大。 转换、比较、运算等。(在时实控制及物理量测量方面,模拟运算具有优越性. ) 经功率放大送执行机构或经A/D转换送计算机等。 信号处理 7.1.2 理想运放的两个工作区 一、理想运放的性能指标 6. 失调电压、失调电流极其温漂均为零，无内部噪声。 运放理想化后出现的分析误差工程上是允许的。 理想运放开环时,两输入端之间加无穷小电压,输出电压就会进入非线性区。只有引入负反馈才能使其工作在线性区。 iP iN UOM -UOM ? 非线性区 线性区 非线性区 二、集成运放工作在线性区 1.特点： 称为“虚短路” 。 称为“虚断路”。 2.电路特征： 电路引入了负反馈。 (是判断电路工作区域的依据) 存在: 三、集成运放工作在非线性区 + - （1）输出电压有两种情况： （2）因为差模输入电阻无穷大，所以： 集成运放工作在开环状态(无负反馈)时工作在非线性区。 当 时： 时： 当 存在“虚断” 与工作在线性状态不同，其静输入电压不为零，取决于电路的输入信号。 非线性区电压传输特性 +UOM -UOM 7.2 基本运算电路 7.2.1 比例运算电路 一、 反相比例运算电路 可见，若要提高输入电阻，又要保持一定的比例系数必须加大R及Rf。 Rf太大不现实，可采用小电阻组成的T型网络代替Rf。 电路引入深度负反馈，集成运放工作在线性区。 （虚断） （N虚地） 输入电阻： （N虚地） 整理得： 1.基本电路 “虚地”点 静态平衡电阻 引入电压并联负反馈 2. T型网络反相比例运算电路 利用“虚地”和“虚断”概念,有: 整理得： iI 结论: Ri=R1, 当R2 、R3 、R4不很大时可得到较大的比例系数。（但R3的加入减小了反馈系数。） 二、同相比例运算电路 引入电压串联负反馈 注意：存在“虚短”、“虚断”但不存在“虚地”，有共模输入电压。 由“虚断” iR= iF 存在： 整理得： 此种接法Ri高（理想为?），Ro低（理想为0）。因存在共模输入，应选高共模抑制比的运放。 特例：R= ?时，uN= uf =uo，则uO= uI 称电压跟随器 三、电压跟随器 由运放构成的电压跟随器跟随特性好，性能优良。 记住电路接法 例1：求uo与ui的关系式。 N 已知 R2 R4, 求R1= R2时uo与ui的关系式。 因R2 R4， R2的分流可略，所以： 则 又： R1= R2 所以： 比例系数 同T型网络反相比例运算电路 解： 因N点为“虚地”点，所以： 例2：电路如图，已知uo= -55uI，求R5的值。 解： A1构成同相比例运算电路。 A2构成反相比例运算电路。 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 N为虚地点。节点N的电流方程： 则 得： 也可用叠加原理进行求解。 信号作用于运放的反相端. 2.同相求和