电子技术及其应用基础 模拟部分 李哲英02anal6

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1、第6章模拟信号处理电路6-1放大电路6-2信号发生器电路6-3模拟信号运算电路6-4滤波电路6-5模拟信号变换电路6-6开关电容电路基本任务：（1）根据实际电路或电路的物理模型建立分析模型（2）找出电路基本行为特性及电路主要参数的作用Analogsignalprocessing6-1-1、同相放大器6-1-2、反相放大器6-1-3、差分放大电路分析前提：理想运算放大器____v+=v，I+=I=0线性非时变元件6-1放大电路Amplifycircuits+-RR2R1voviv+=viv+=v-

2、具有信号电压放大能力电压放大倍数>1同相——输入和输出信号的相位相同。vivo6-1放大电路1、电路行为特性分析理想情况下viRR1R2v+v-voK(v+-v-)6-1-1同相放大器Non-invertinput（1）电路中的电阻电压放大倍数仅与外电阻有关R没有对行为产生影响（2）对运算放大器的要求闭环放大倍数远小于开环放大倍数最高输出电压低于器件饱和电压信号最大变化率小于放大器的跟踪速度频率与增益的乘积满足器件的带宽增益乘积6-1放大电路+-RR2R1vovi2、参数特性分析理想情况下

3、viRR1R2v+v-voK(v+-v-)6-1-1Non-invertinput考虑两输入端之间的等效电阻。vi=vo=0vO6-1放大电路+-RR2R1vovi非理想情况下viRR1R2v+v-voK(v+-v-)若v+=v-，i+=i-i+i-克服输入偏置电流引起的输入失调电压。6-1-1Non-invertinput同相放大器分析示例例6-1-1设输入电压幅度为0~20mV，电源电压为12V。问在不考虑信号频率的条件下，电压增益最大为多少？如果考虑信号频率为10kHz，同相放大电路的电压增益又是

4、多少？解：（1）不考虑频率，用运算放大器饱和输出电压作为限制条件10V/20mV=500倍（2）考虑信号频率，必须用小信号幅频特性作为限制条件40dB=100倍6-1放大电路6-1-1同相放大器+-RR2R1vovi6-1-2反相放大器Invertinput反相——指输入和输出信号的相位相反。v+=0，v=0输入和输出信号的相位相反是一个比例放大器vivo6-1放大电路1、电路行为特性分析理想情况下-+RR2R1voviviR1RR2v+v-voK(v+-v-)6-1放大电路6-1-2Invert

5、input2、参数特性分析理想情况下（1）电路中的电阻电压放大倍数仅与外电阻有关R没有对行为产生影响放大倍数小于时，应采用大信号参数（2）对运算放大器的要求闭环放大倍数远小于开环放大倍数最高输出电压低于器件饱和电压信号最大变化率小于放大器的跟踪速度频率与增益的乘积满足器件的带宽增益乘积-+RR2R1voviviR1RR2v+v-voK(v+-v-)v+=-i+R6-1放大电路考虑两输入端之间的等效电阻。非理想情况下6-1-2Invertinput-+RR2R1voviviR1RR2v+v-

6、voK(v+-v-)i-i+若v+=v-，i+=i-克服输入偏置电流引起的输入失调电压。例6-1-2设输入信号的最大电压幅度为5V，频率为10kHz，电源电压为12V，问电压增益最大为多少？解：（1）不考虑信号频率，用运算放大器饱和输出电压作为限制条件10/5=2（2）考虑信号频率，必须用大信号幅频特性作为限制条件9.4dB=3倍6-1放大电路反相放大器分析示例6-1-2反相放大器-+RR2R1vovi一、单运放差分电路二、三运放差分电路6-1放大电路6-1-3差分放大器Differentialinpu

7、t+-R1vi2vi1R3R2R4vo+-R1vi2vi1R1R2R2voRR-++-RW6-1放大电路6-1-3差分放大器___单运放差分电路+-R1vi2vi1R3R2R4vo1、电路行为特性分析理想情况下vi2vi1R4R3R2R1vov-v+（1）电路中的电阻两输入的电压放大倍数必须相等（2）对运算放大器的要求与同相放大器相同6-1放大电路6-1-3差分放大器___单运放差分电路+-R1vi2vi1R3R2R4vo2、参数特性分析理想情况下仿真vi2vi1R4R3R2R1vov-v+6-1放大

8、电路6-1-3差分放大器___三运放差分电路1、电路行为特性分析理想情况下+-R1vi2vi1R1R2R2voRR-+-+RWvi2vi1R2R1R2R1vo-+-++-RRvo2vo1RW输入放大差分放大6-1放大电路6-1-3差分放大器___三运放差分电路2、参数特性分析理想情况下+-R1vi2vi1R1R2R2voRR-++-RWvi2vi1R2R1R2R1vo-+-++-RRvo2vo1RW输入放大差分放大输入端具有相当高的电阻