模拟电路分析 第七章 信号的运算和处理

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1、第七章信号的运算和处理第七章信号的运算和处理§7.1集成运放组成的运算电路（重点）§7.2模拟乘法器及其在运算电路中的应用§7.3有源滤波电路§7.1集成运放组成的运算电路一、概述二、比例运算电路三、加减运算电路四、积分运算电路和微分运算电路五、对数运算电路和指数运算电路（自学）7.1.3加减运算电路作用：将若干个输入信号之和或之差按比例放大。类型：同相求和与反相求和。方法：可用”虚短、虚断”的概念来分析，也可用叠加定理。板布局如图所示:正弦波发生器方波发生器迟滞比较器全加器微(积)分电路电源及电阻网络实际应用时可依需要改变输入端的个数，以适

2、应不同的运算要求。1、反相加法运算电路R12_+RfR11ui2uoRPui1如图所示为实现两个输入电压ui1、ui1的反相加法电路，该电路为多输入的电压并联负反馈电路。由于电路存在虚短，运放的净输入电压uid=0，反相端为虚地。平衡电阻：调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响输入电压和输出电压的比例关系，故该电路可实现不同量纲输入电压的求和运算。当Rf=R11=R12时，i12iFi11R12RfR11ui2uoRPui1PN_+1.加法器根据虚短、虚断得：若则有（加法运算？）输出再接一级反相电路可得2、同相求和运算可以看出，改变R

3、21、R22会影响电路的输入电阻，因此该电路对输入电压的调整作用没有反向加法电路方便。R1Rfui1uoR21R22ui2_+将多个输入电压加到运放的同相输入端，就构成同相加法电路。根据虚地原则，有如果以u+为输入，则同相比例电路输出电压为：同相求和电路的各输入信号的放大倍数互相影响，不能单独调整。由虚短、虚断原则：u+=u-、i+=i-=0R1Rfui1uoR21R22ui2_+.2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，如图所示。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

4、位可用“叠加原理”求得:（1）利用反相求和实现减法运算电路-Rf1+ui2uo1R2ui1R1R3-Rf2+uoR2R4A1A2该电路第一级为反相比例电路，第二级为反相加法电路组成。.3.减法电路(减法器)从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。（2）利用差分式电路以实现减法运算当则若有：则根据虚短、虚断和KCL得：（3）利用反相求和实现加减法运算电路利用反相加法器与输入反相，同相加法器与输入同相的特点可实现加减法运算。R2RfR1ui2uoui1R4ui4ui3R3R6_+根据虚地原则，有根据虚断原则，有根据虚断原则，有R2Rf

5、R1ui2uoui1R4ui4ui3R3R6_+由于u+=u-整理得：（4）利用三运放组成加减运算电路uoR1R1–AR2R2+uo2+A–ARRRWui1ui2uo1ab+虚短路：虚开路：uo2+A–ARRRWui1ui2uo1ab+三运放电路是差动放大器，放大倍数可变。由于输入均在同相端，此电路的输入电阻高。R1R1–AR2R2+1.它们都引入电压负反馈，因此输出电阻都比较小。2.关于输入电阻：反相输入的输入电阻较小，同相输入的输入电阻较高。3.同相输入的共模电压高，反相输入的共模电压小。比例运算电路与加减运算电路小结4.以上放大器均可级

6、联,级联时各级放大倍数独立计算。在满足电阻平衡条件（R1//R2//…//Rf)=(R3//R4//…//R),电路具有以下关系：(Rf/R1+Rf/R2…)+1=Rf/R3+Rf/R4…+Rf/R)即同相放大系数之和等于反相系数之和加1。设计方法：由算式分别求出同相放大系数之和及反相系数之和，再根据系数关系在电路上增加一个（同相或反相）输入支路，以补足缺少的系数。集成运放加减运算电路快速设计原理:(补充)例7：设计一个加减运算电路，RF=240k，使uo=10ui1+8ui2-20ui3解:(1)画电路。系数为负的信号从反相端输入，系数为

7、正的信号从同相端输入。-R3RF++ui1uoR2R1ui2R4ui3由算式分别求出同相放大系数之和及反相系数之和，再根据系数关系在电路上增加一个（同相或反相）输入支路(R4)，以补足缺少的系数。（同相放大系数之和等于反相系数之和加1）(2)求各电阻值。-R3RF++ui1uoR2R1ui2R4ui3uo=10ui1+8ui2-20ui3例8:用理想运放实现以下运算电路，要求画出电路原理图，必要时，给出元件数值。解：应用理想运放实现要求运算功能的电路很多，基本电路为(1)Vo=Vi,可用电压跟随器实现，电路图如图所示。例8.用理想运放实现以下

8、运算电路，要求画出电路原理图，必要时，给出元件数值。例8:用理想运放实现以下运算电路，要求画出电路原理图，必要时，给出元件数值。可用典型运放电路实现，如图所示。可用