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时间:2020-04-04
《模电课件(第五版)8信号的运算和处理电路.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、1引言:集成运放性能很理想的差分放大电路但是…3个问题?1.差模电压增益AVO106dB?2.VIO/T20V/C3.3dB带宽fH7HzVO/TAVO×VIO/T=4V/C易引起频率失真线性范围小8信号的运算与处理电路28信号的运算与处理电路8.1基本运算电路(重点)8.2实际运放电路的误差分析(只讲1例)8.3对数和反对数运算电路×*8.4模拟乘法器×8.5有源滤波电路(概念、一阶)*8.6开关电容滤波器×集成运放应用概述3集成运放应用概述8信号的运算与处理电路1.应用分类
2、按功能分类按工作区域分类放大—信号传递,AV、AI、AR(V/I)、AG(I/V)运算—处理—滤波、峰值、有效值、绝对值、限幅比较—判断电压大小(9.4.1节)信号产生—正弦、方波、三角波(第9章)线性应用非线性应用——电压比较器2.线性应用的条件3.分析任务及方法4.分析举例及2个基本电路42.线性应用的条件8信号的运算与处理电路集成运放应用概述必须引入负反馈,用Xf抵消Xi,使Vid3、53.分析任务及方法任务:集成运放应用概述8信号的运算与处理电路(1)求vO或iO表达式电路功能(2)考虑Ri、RO等其他指标的要求方法:(1)按理想运放进行分析或设计——即利用深度负反馈的虚短、虚断——多个基本电路的级联(组合)(2)考虑非理想参数计算误差63.分析任务及方法集成运放应用概述8信号的运算与处理电路小信号低频等效电路(2)考虑非理想参数计算误差74.分析举例及2个基本电路集成运放应用概述(1)反相比例(2)同相比例电压并联负反馈电压串联负反馈虚短、虚断(虚短)性能特点输入电阻小(R4、i=R1)运放共模输入电压0有虚地——设计简单输入电阻大(Ri=)运放共模输入电压vi对运放KCMR要求较高电压跟随器平衡电阻输入端对地的静态电阻相等,保证静态时输入差分级的对称性。8误差分析举例:VIO、IIO不为零时的情况反相比例R1R2*第8.2节=0平衡电阻理想运放=09减小误差的方法误差分析举例:VIO、IIO不为零时的情况反相比例设置平衡电阻R2=R1//Rf选用自带调零电路的运放输入端加补偿(调零)电路R2=9kRP=1kVRP虚短:虚断:图8.2.410分析举例1设计要5、求:Ri=1M,AV=-100解:R1=Ri=1M为了用低值电阻实现高电压增益的反相比例运算(习题8.1.9)i1R2=R1=Ri=1M取:R2>>R3,R4(k)R4=99kR3=1k11分析举例2理想运放构成的电路如图所示,该电路采用了自举扩展的方法提高电路的输入阻抗。(1)求闭环增益AVF;(2)当满足(RR1)/R0.05%时,求电路的输入阻抗Rif=?R1=20k解:(1)由A1的虚短、虚断得:(2)由Ri的定义式得:因A2构成反相比例,所以:(+)(+)(-)(-)(+)16、28信号的运算与处理电路8.1基本运算电路(重点)8.2实际运放电路的误差分析(只讲1例)8.3对数和反对数运算电路×*8.4模拟乘法器×8.5有源滤波电路(概念、一阶)*8.6开关电容滤波器×集成运放应用概述138.1基本运算电路积分电路微分电路减法电路加法电路148.1.1加法电路反相比例加法电路(1)电路(2)同相比例加法反相器图8.1.1习题8.1.115分析举例3(1)求vO表达式(2)说明A1,A2各构成什么功能电路。解:第一级A1反相比例第二级A2反相加法利用反相信号求和以实现减法7、运算图8.1.2新的电路结构——多级运放16分析举例4求vO表达式解:方法一,虚短、虚断图8.1.3方法二,叠加定理vS1单独作用,vS2=0:vS2单独作用,vS1=0:反相比例同相比例178.1.2减法电路(1)利用反相信号求和图8.1.2(2)利用差分式电路图8.1.3分析方法小结:(1)基本的虚短、虚断(2)分解为基本电路(多个运放)(3)叠加原理特点:有虚地、结构简单输入电阻小特点:电阻要配对、无虚地、输入电阻不等18关于差分式电路的讨论2.减法电路(1)电阻要配对(2)无虚地(3)输入电阻不8、等为实现增益调节麻烦电阻配对精度——共模抑制比串联负反馈和并联负反馈19分析举例5求电压增益表达式解:A1、A2为电压跟随器,所以对A3利用虚短、虚断有A4为反相比例解得:习题8.1.720分析举例6第二级A3差分减法电路第一级A1、A2例题8.1.121分析举例7(1)求vO表达式(2)说明A1,A2各构成什么功能电路。集成运放均是理想的解:第一级A1同相比例第二级A2差分电路具有高输入电阻的减法电路228.1.3积分电路特点:反相比例
3、53.分析任务及方法任务:集成运放应用概述8信号的运算与处理电路(1)求vO或iO表达式电路功能(2)考虑Ri、RO等其他指标的要求方法:(1)按理想运放进行分析或设计——即利用深度负反馈的虚短、虚断——多个基本电路的级联(组合)(2)考虑非理想参数计算误差63.分析任务及方法集成运放应用概述8信号的运算与处理电路小信号低频等效电路(2)考虑非理想参数计算误差74.分析举例及2个基本电路集成运放应用概述(1)反相比例(2)同相比例电压并联负反馈电压串联负反馈虚短、虚断(虚短)性能特点输入电阻小(R
4、i=R1)运放共模输入电压0有虚地——设计简单输入电阻大(Ri=)运放共模输入电压vi对运放KCMR要求较高电压跟随器平衡电阻输入端对地的静态电阻相等,保证静态时输入差分级的对称性。8误差分析举例:VIO、IIO不为零时的情况反相比例R1R2*第8.2节=0平衡电阻理想运放=09减小误差的方法误差分析举例:VIO、IIO不为零时的情况反相比例设置平衡电阻R2=R1//Rf选用自带调零电路的运放输入端加补偿(调零)电路R2=9kRP=1kVRP虚短:虚断:图8.2.410分析举例1设计要
5、求:Ri=1M,AV=-100解:R1=Ri=1M为了用低值电阻实现高电压增益的反相比例运算(习题8.1.9)i1R2=R1=Ri=1M取:R2>>R3,R4(k)R4=99kR3=1k11分析举例2理想运放构成的电路如图所示,该电路采用了自举扩展的方法提高电路的输入阻抗。(1)求闭环增益AVF;(2)当满足(RR1)/R0.05%时,求电路的输入阻抗Rif=?R1=20k解:(1)由A1的虚短、虚断得:(2)由Ri的定义式得:因A2构成反相比例,所以:(+)(+)(-)(-)(+)1
6、28信号的运算与处理电路8.1基本运算电路(重点)8.2实际运放电路的误差分析(只讲1例)8.3对数和反对数运算电路×*8.4模拟乘法器×8.5有源滤波电路(概念、一阶)*8.6开关电容滤波器×集成运放应用概述138.1基本运算电路积分电路微分电路减法电路加法电路148.1.1加法电路反相比例加法电路(1)电路(2)同相比例加法反相器图8.1.1习题8.1.115分析举例3(1)求vO表达式(2)说明A1,A2各构成什么功能电路。解:第一级A1反相比例第二级A2反相加法利用反相信号求和以实现减法
7、运算图8.1.2新的电路结构——多级运放16分析举例4求vO表达式解:方法一,虚短、虚断图8.1.3方法二,叠加定理vS1单独作用,vS2=0:vS2单独作用,vS1=0:反相比例同相比例178.1.2减法电路(1)利用反相信号求和图8.1.2(2)利用差分式电路图8.1.3分析方法小结:(1)基本的虚短、虚断(2)分解为基本电路(多个运放)(3)叠加原理特点:有虚地、结构简单输入电阻小特点:电阻要配对、无虚地、输入电阻不等18关于差分式电路的讨论2.减法电路(1)电阻要配对(2)无虚地(3)输入电阻不
8、等为实现增益调节麻烦电阻配对精度——共模抑制比串联负反馈和并联负反馈19分析举例5求电压增益表达式解:A1、A2为电压跟随器,所以对A3利用虚短、虚断有A4为反相比例解得:习题8.1.720分析举例6第二级A3差分减法电路第一级A1、A2例题8.1.121分析举例7(1)求vO表达式(2)说明A1,A2各构成什么功能电路。集成运放均是理想的解:第一级A1同相比例第二级A2差分电路具有高输入电阻的减法电路228.1.3积分电路特点:反相比例
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