西安交通大学赵进全模拟电子技术基础第6-7章

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1、6.1基本运算电路6.1.1加法运算1．反相输入加法电路运放工作于线性状态电压并联负反馈由两个分析依据“虚短”“虚断”b2A+b1–6集成运放组成的运算电路其中故有b2A+b1–得2．同相输入加法电路运放工作于线性状态电压串联负反馈根据两个分析依据“虚短”“虚断”由图可知其中故A+b1b2同相端电压式中A+b1b26.1.2减法运算运放工作于线性状态电压负反馈根据叠加原理减法运算器反相比例器同相比例器分解A+b1b2+同相比例A+b1b2等效反相比例A+b1b2A+b1b2A+b1b2A+b1b2如果如果则则由图可知其中故6.1.3积分运算CA+iR+–输

2、入阶跃电压tO输出电压随时间线性下降运放的最大输出电压输出饱和tOtO输入电压tO输出电压故6.1.4微分运算由图可知其中CA+iFR+–微分电路的阶跃响应UtOtO输入信号输出信号输入电压输出电压tOtOT6.2.1对数运算6.2对数和反对数运算电路由图可知故R+AT+––T选用PNP型当uI<0时故6.2.2反对数运算由图可知RT+Ab1b26.3模拟乘法器及其应用乘法器符号实现的功能K1．对数乘法器由此可知，可利用对数电路、加法电路和反对数电路实现的乘法运算功能。式中6.3.1乘法器的工作原理由原理框图对数运算对数运算加法运算反对数运算对数乘法运算电

3、路R1+A1T1–R2+A2T2–R4+A3–R3R6+A4T4–R52.变跨导式乘法器RT1T2T3T4+++_+A_在图示电路中因为RT1T2T3T4+++__则因T3、T4构成电流镜当时RT1T2T3T4+++__由以上各式得式中RT1T2T3T4+++__接入差分比例电路RT1T2T3T4+++_+A_1.平方运算电路6.3.2乘法器应用电路K2．开平方运算电路由图可知故K+A3.除法运算电路由图可知故K+A4.调制与解调音频信号载波信号幅度调制原理框图滤波器带通K输出信号滤除单边带信号滤波器带通K幅度解调原理框图载波信号调幅信号载波信号调幅信号音

4、频信号滤波器低通K输出信号信号滤除高频信号载波信号调幅信号音频信号滤波器低通K6.4.1选型专用型类型特点应用场合通用型种类多，价格便宜一般测量、运算电路低功耗型功耗低遥感、遥测电路高精度型型测量精度高、零漂小毫伏级或更低微弱信号测量高输入阻抗型Rid对被测信号影响小生物医电信号提取、放大高速宽带型带宽高、转换速率高视频放大或高频振荡电路高压型电源电压48～300V高输出电压和大输出功率集成运放及其特性简表6.4集成运算放大器使用中的几个问题6.4.2调零常用的调零电路带调零引出端2315476无调零端LM3246.4.4保护1．输入保护6.4.3消振自激

5、振荡的原因运放的增益高存在寄生电容加入消振电容消振的措施：保护电路R+Ab1b22.输出保护保护电路+A6.4.5运算电路的误差分析运放低频等效电路－＋－＋（+）rid（）1.共模抑制比KCMR为有限值的影响图示电路中等效共模输入电压等效差模输入电压Ab1b2而理想运放的输出电压为输出电压代入uIc、uId得Ab1b2故输出电压的相对误差2．及为有限值的影响在图示电路中，由于另一方面，由叠加原理得Ab1b2由此得实际的输出电压而理想运放的输出电压为Ab1b2故输出电压的相对误差3．运放的偏置和失调的影响偏置和失调对运放的影响图+A(1)仅考虑反相输入端的影

6、响+A(2)仅考虑同相输入端和的影响+A(3)仅考虑失调电压的影响+A根据叠加原理，以上三种情况的共同影响为+A[例1]用理想集成运算放大器实现下列运算关系，并画出电路图。要求所用的运算放大器为三个，元件的取值范围为：练习题[解]根据题意，将要求实现下列运算关系变形为那么式可以用积分器来实现。1kW≤R≤1MW式可以用反相输入的加法器来实现。最后，在用一级反相器，即可实现运算图中实现电路+–1mFA360kW1MW60kW20kW60kW100kW100kWA2A1––++[例2]图示电路是一个由理想运算放大器组成的可调稳压电源，稳压管DZ的稳压值为UZ。

7、+A(2)若要改变UO的符号（极性），而不改变UO的大小，问电路必须做哪些改动？(1)试求用UZ表示的UO表达式；[解](1)设流过R1、R2的电流为I1、I2如图所示。I1I2+A那么，R3上的电压即UZ，于是因U+=U–I1I2+A故输出电压(2)为了改变UO极性，须将原+VCC端接地，原接地端改接–VCC，同时将稳压管DZ的正负极性调换。+A改变后的电路[例3]利用运算放大器求解微分方程，并画出电路图。[解]将上式写成那么用运放实现的电路图R11+A3+++++R11R11R12RF2R13R14RF4RF5R15R16RF6CF1CF3A4A5A6

8、A2A17.1电子系统概述7信号检测与处理电路传感器放大器滤波器增