[理学]模电华科第7章

《[理学]模电华科第7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7章信号的运算和处理重点:1.基本运算电路2.模拟乘法器及其在运算电路中的应用3.有源滤波电路4.电子信息系统预处理中所用放大电路1基本运算电路基本运算电路：比例、加减、积分、微分、对数、指数等。7.1.1概述一、电路的组成为了实现输出电压与输入电压的某种运算关系，运算电路中的集成运放工作在线性区，因而电路中必须引入负反馈，且为了稳定输出电压，均引入电压负反馈。可见，运算电路的特征是从集成运放的输出到其反相输入端存在反馈通路。引入电压串联负反馈或电压并联负反馈，均为深度负反馈。7.12二、“虚短”和“虚断”是分析运算电路的基

2、本出发点通常，在分析运算电路时均设集成运放为理想运放，因而其两个输入端的净输入电压和净输入电流均为零，即具有“虚短路”和“虚断路”两个特点，这是分析运放电路输出电压与输入电压运算关系的基本出发点。（1）在运算电路中，输入电压和输出电压均对“地”而言。（2）在求解运算关系时，多采用结点电压法;对多输入电路，还可用叠加原理。注:37.1.2比例运算电路*R2=R1//RF由于“虚断”，i+=0，u+=0；由于“虚短”，u-=u+=0——“虚地”由iI=iF，得反相输入端“虚地”，电路的输入电阻为Rif=R1。1.基本电路(电压并联

3、负反馈)一、反相比例运算电路引入深度电压并联负反馈，电路的输出电阻为R0f=0。42.T型网络反相比例运算电路电阻R2、R3和R4构成T形网络电路节点N的电流方程为i4=i2+i3输出电压uo=-i2R2–i4R4所以将各电流代入上式T型网络反相比例运算电路5二、同相比例运算电路*R2=R1//RFi+=i-=0；（“虚断”）又u-=u+=uＩ（“虚短”）得：由于该电路为电压串联负反馈，所以输入电阻很高。uＩ6计算方法小结1.列出关键结点的电流方程，如N点和P点。2.根据虚短(地)、虚断的原则，进行整理。_++RFRfRP

4、uiuo三、电压跟随器此电路是同相比例运算的特殊情况，输入电阻大，输出电阻小。在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。常用型号AD9620。77.1.3加减运算电路一、求和运算电路1.反相求和运算电路由于“虚断”，i-=0所以：i1+i2+i3=iF又因“虚地”，u-=0所以：当R1=R2=R3=R时，82.同相求和运算电路(1)结点法(2)9二、加减运算电路利用叠加原理求解为反相求和运算电路10同相求和运算电路若电路只有二个输入，且参数对称，电路上式则为电路实现了对输入差模信号的比例运算但输入电阻较低。若

5、R1//R2//Rf＝R3//R4//R511高输入电阻差分比例运算电路若R1=Rf2，R3=Rf1无论对uI1还是对uI2,均可认为输入电阻为无穷大127.1.4积分运算电路和微分运算电路一、积分运算电路由于“虚地”，u-=0，故uO=-uC由于“虚断”，iI=iC，故uI=iIR=iCR得：τ=RC——积分时间常数13求解时间段的积分值时式中为积分运算的初始值。当为常量时，14当为阶跃信号时，，则输出电压波形如a图。当输入方波和正弦波时，输出电压波分别如图b、c表示。可见，利用积分运算电路可实现方波-三角波的波形变换和正弦

6、-余弦的移相功能。15在实际电路中，为了防止低频信号增益过大，常在电容上并联一个电阻加以限制，如图中虚线表示。注：16二、微分运算电路基本微分电路由于“虚断”，i-=0，故iC=iR又由于“虚地”，u+=u-=0可见，输出电压正比于输入电压对时间的微分。实现波形变换，如将方波变成双向尖顶波。1.基本微分运算电路微分电路的作用：微分电路的作用有移相功能。172.实用微分运算电路基本微分运算电路在输入信号时，集成运放内部的放大管会进入饱和或截止状态，以至于即使信号消失，管子还不能脱离原状态回到放大区，出现阻塞现象。同时集成运放内部

7、易满足自激振荡。限制输入电流限制输出电压幅值滞后补偿◆实用微分运算电路183.逆函数型微分运算电路若将积分电路作为反馈回路，则可得到微分运算电路。推论：采用乘法运算电路作为运放的反馈通路，可实现除法运算;采用乘方运算电路作为运放的反馈通路，可实现开方运算。逆函数型微分运算电路根据积分电路的运算关系19uiuo∞++-R2CFi1R1PI调节器ifucRF-+A1比例积分运算电路-PI调节器比例微分运算电路-PD调节器uiuo∞++-R2CFi1R1PD调节器ifucR-+A1C20比例、积分、微分运算电路---PID电路调节器

8、电路图217.1.5对数运算电路和指数运算电路一、对数运算电路由二极管方程知当uDUT时，或：利用“虚地”原理，可得：用三极管代替二极管可获得较大的工作范围。1.采用二极管的对数运算电路222.利用晶体三极管的对数运算电路可见，与二极管构成的对数运算电路一样，运算关系受温