[工学]模电第七章

《[工学]模电第七章》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、第七章模拟信号运算电路7.2比例运算电路（反相、同相、差分）7.3求和电路（反相输入求和电路）7.4积分和微分电路（反相输入积分电路）7.5对数和指数电路7.6乘法和除法电路7.1理想运算放大器7.1理想运算放大器7.1.1理想运放的技术指标开环差模电压增益Aod=∞；输出电阻ro=0；共模抑制比KCMR=∞；差模输入电阻rid=∞；UIO=0、IIO=0、UIO=IIO=0；输入偏置电流IIB=0；-3dB带宽fH=∞，等等。7.1.2理想运放工作在线性区时的特点输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关系，即+Aod理想运放工作在

2、线性区特点：1.理想运放的差模输入电压等于零即——“虚短”图7.1.1集成运放的电压和电流2.理想运放的输入电流等于零由于rid=∞，两个输入端均没有电流，即——“虚断”7.1.3理想运放工作在非线性区时的特点传输特性+UOPPuOu+-u-O-UOPP理想特性图7.1.2集成运放的传输特性理想运放工作在非线性区特点：当u+>u-时，uO=+UOPP当u+

3、u-差值比较小时，满足Aod(u+-u-)

4、-=0；得：由于该电路为电压串联负反馈，所以输入电阻很高；输出电阻很低。当RF=0或R1=时，Auf=1——电压跟随器图7.2.27.2.3差分比例运算电路图7.2.4差分比例运算电路在理想条件下，由于“虚断”，i+=i-=0由于“虚短”，u+=u-，所以：电压放大倍数差模输入电阻Rif=2R1三种比例运算电路之比较反相比例同相比例差分比例电路组成R2=R1//RFR2=R1//RFR1=R1′RF=RF′电压放大倍数uO与uI反相，大于、小于或等于1uO与uI同相，放大倍数大于或等于1RifRif=R1不高Rif≈∞高Rif=2R1不高R

5、o低低低性能特点实现反相比例运算电压并联负反馈“虚地”实现同相比例运算电压串联负反馈“虚短”但不“虚地”实现差分比例运算“虚短”但不“虚地”7.2.4比例电路应用实例两个放大级。结构对称的A1、A2组成第一级，互相抵消漂移和失调。A3组成差分放大级，将差分输入转换为单端输出。当加入差模信号uI时，若R2=R3，则R1的中点为交流地电位，A1、A2的工作情况将如下页图中所示。图7.2.6三运放数据放大器原理图求电压放大倍数：由同相比例运放的电压放大倍数公式，得则同理所以则第一级电压放大倍数为：改变R1，即可调节放大倍数。R1开路时，得到单位增益

6、。图7.2.7A3为差分比例放大电路。当R4=R5，R6=R7时，得第二级的电压放大倍数为所以总的电压放大倍数为练习：7-17-2作业：7-57.3求和电路求和电路的输出量反映多个模拟输入量相加的结果。7.3.1反相输入求和电路由于“虚断”，i-=0所以：i1+i2+i3=iF又因“虚地”，u-=0所以：当R1=R2=R3=R时，图7.3.17.3.2同相输入求和电路由于“虚断”，i+=0，所以：解得：其中：由于“虚短”，u+=u-图7.3.2图7.3.3例7.3.2电路例：用集成运放实现以下运算关系解：比较得：选RF1=20k，得：R1=

7、100k，R3=15.4k；选RF2=100k，得：R4=100k，R2=10k。7.4积分和微分电路7.4.1积分电路由于“虚地”，u-=0，故uO=-uC又由于“虚断”，iI=iC，故uI=iIR=iCR得：τ=RC——积分时间常数图7.4.1若在开始积分之前，电容两端已经存在一个初始电压，则积分电路将有一个初始的输出电压积分电路的应用：(1)波形变换图7.4.2t0t1tuIOUI当t≤t0时，uI=0，uO=0；当t0t1时，uI=0，uo保持t=t1时的输出电压值不变。即输出电压随时间

8、而向负方向直线增长。设电容初始电压为0tuOO(2)移相tuOO可见，输出电压的相位比输入电压的相位领先90。因此，此时积分电路的作用是移相。tuIOUm图7