《集成电路应用》PPT课件

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1、7.1求和运算电路7.2积分和微分运算电路7.3对数和指数运算电路7.4模拟乘法器及其应用7.5有源滤波器第7章信号的运算与处理电路[引言]：运算电路是集成运算放大器的基本应用电路，它是集成运放的线性应用。讨论的是模拟信号的加法、减法积分和微分、对数和反对数（指数）、以及乘法和除法运算。为了分析方便，把运放均视为理想器件：（1）开环电压增益Au=（2）Ri=，R=0，（3）开环带宽BW=（4）当UP=UN时，Uo=0。没有温漂因此，对于工作在线性区的理想运放应满足：“虚短”：即U+=U-；“虚断”：即

2、I+=I-=0本章讨论的即是上述“四字法则”灵活、大胆的应用。7.1概述7.1.1电子信息系统的组成图7.1.1电子信息系统的示意图例、红外遥控系统红外发射红外接收放大滤波信号识别信号执行vivo+vOM-vOM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。7.1.2理想运放在线性区例：若vOM=12V，Ao=106，则

3、vi

4、<12V时，运放处于线性区。线性放大区v–v+–+voiI理想运放工作在线性区的两个重要法则：iI=0虚断v+=v–虚短v0为有限

5、值，Av0=v–v+–+voiI图7－1§7.2基本运算电路-求和、积微分电路7.2.1比例运算电路作用：将信号按比例放大。类型：同相比例放大和反相比例放大。方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。图7－2iI=0v+=0v+=v–v–=0又iI=0i1=ifR2：平衡电阻。R2=R1//Rf若R1=Rfvo=–vs此为反相器。vs–voi1RfR1R2iI+if一、反相放大器（反相比例放大器）1、基本电路输出电阻：Ro=0

6、;输入电阻:Ri=R1(从输入和地向里看)2、T形网络反相比例运算电路N点电流方程：二、同相放大器（同相比例放大器）图7－3vsv++–voiIRfR1R2ifv–=v+=vs由于if=i1输入电阻为：Ri＝输出电阻为：Ro＝0但是电路有共模信号输入图7－4vo=vs此为电压跟随器+–vsvo三、电压跟随器作用?一、反相输入求和电路在反相比例运算电路的基础上，增加一个输入支路，就构成了反相输入求和电路，见图12.01。此时两个输入信号电压产生的电流都流向Rf。所以输出是两输入信号的比例和。图12.01反相求

7、和运算电路7.2.2求和运算电路二、同相输入求和电路在同相比例运算电路的基础上，增加一个输入支路，就构成了同相输入求和电路，如图12.02所示。图12.02同相求和运算电路因运放具有虚断的特性，对运放同相输入端的电位可用叠加原理求得:RRRRRRvRRRRRRRvRRRRRRRRRRvRRRRRvRRv++++=++++=f12i212221i1211f12i2121i12o])'//()'//()'//()'//([])'//()'//()'//()'//([RvRvRRRRRRRRvRRvRRv+

8、=++=2i21i1fnpfffi22pi11po)())((由此可得出//'////fn21pRRRRRRR==式中+-=vv++++=RRRvRRRRRvRRv)'//()'//()'//()'//(12i2121i12-+=vRRRvof而,i2i1of21npvvvRRRRR+====时当，三、双端输入求和电路双端输入也称差动输入，双端输入求和运算电路如图12.03所示。其输出电压表达式的推导方法与同相输入运算电路相似。图12.03双端输入求和运算电路当vi1=vi2=0时，用叠加原理分别求出v

9、i3=0和vi4=0时的输出电压vop。当vi3=vi4=0时，分别求出vi1=0，和vi2=0时的von。先求式中Rp=R3//R4//R,Rn=R1//R2//Rf再求于是7.2积分和微分运算电路7.2.1积分运算电路7.2.2微分运算电路8.2.1积分运算电路积分运算电路的分析方法与求和电路差不多，反相积分运算电路如图12.05所示。图12.05积分运算电路当输入信号是阶跃直流电压VI时，即图12.05积分运算放大电路8.2.2微分运算电路微分运算电路如图12.07所示。图12.07微分电路例7－1下

10、图中A为理想运放，求vi=0.3V时v0的值。解：v+=v–=0.2Vvo=vM+0.04R3=0.4+0.0410=0.8Vvo+–R2iR210k20kR4iR4R1R5R610k20k0.3VviR310k10KM例7－2下图所示电路中，假设各运放具有理想特性。(1)指出A1、A2、A3各组成什么电路；(2)写出v01、v02、v03的表达式。R3vi+–+–+–A3A2A110kvo310