《信号运算电路new》PPT课件

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1、第五章信号运算电路第1节加减运算电路一、加法运算电路第1节加减运算电路二、减法运算电路（一）利用加法运算电路实现减法运算第1节加减运算电路（二）用单一运算放大器实现减法运算一、基本原理第2节积分运算电路式中，负号表示vO与vi在相位上是相反的。根据“虚短”，得根据“虚断”，得因此设电容器C的初始电压为零，则（积分运算）第2节积分运算电路基本积分运算电路在直流输入情况下积分电容通常较大iCCRuiuo∞-++NR1i1tuo0tui0输入电压波形输出电压波形积分电路输出电压波形输入方波信号输出三角波转化为RETUR

2、N第2节积分运算电路二、动态应用范围设运放允许的最大正、负输出电压为VOMVON,允许的最大输出电流为IOM。例：R1=10KΩ，Cf=0.1μF,VOM=10V,VON=-10V,IOM=5mA,RL=4KΩ,求对输入信号的限制。。。第2节积分运算电路解：τf=R1Cf=10×103×0.1×10-6=10-3S=1mS若输入是直流信号Ui=U则因为即所以取t=1ms则，从输出电流的限制看当t=10-3s=1ms时两个条件相比较，应使若t越短，则允许可越大，反之越小。所以因为第2节积分运算电路（2）若输入为交流

3、正弦信号则当有最大值，应满足表明：频率越低，允许输入信号幅度越小。从允许输出电流角度看其电流最大值为因为所以第2节积分运算电路可见输入信号在低频端，受到允许输出电压的限制；在高频端，受到允许输出电流的限制。第2节积分运算电路三运算误差1、理想积分器与实际积分器的阶跃响应的差别在初期，实际响应有一时间滞后，原因是运放的频带不够宽，上升速率有限，运放来不及反应；电容的吸附效应。在后期，随着积分时间的加长，积分误差加大，积分值下降，是由于各种漏电流造成，及开环增益不是无穷大。第2节积分运算电路2、克服措施（参数选择）(

4、1)选择失调电压、失调电流小的器件(2)精心调零，补偿失调(3)选漏电小的电容，如聚苯乙烯、聚四氟乙烯电容。在高速运放时，为减小吸附效应，可用云母电容、其次是聚苯乙烯电容、钽电容。(4)选择增益-带宽积大的运放，直流开环增益的选择不容忽视。第2节积分运算电路四、有源积分器与无源积分器的区别1、无源积分器：随着电容充电，电阻上压降减小，充电电流随之减小。2、有源积分器：因存在虚地点，可以维持基本恒定的充电电流，第2节积分运算电路有源与无源滤波器波形区别第2节积分运算电路五、积分电路元件的选择（1）当时间常数τ=RC

5、确定后，就可以选择R和C的值，由于反相积分电路的输入电阻Ri=R，因此往往希望R的值大一些。在R的值满足输入电阻要求的条件下，一般选择较大的C值。（2）确定RPRP为静态平衡电阻，用来补偿偏置电流所产生的失调，一般取RP=R。第2节积分运算电路五、积分电路元件的选择（3）确定Rf在实际电路中，通常在积分电容的两端并联一个电阻Rf。Rf是积分漂移泄漏电阻，用来防止积分漂移所造成的饱和或截止现象。为了减小误差要求Rf≥10R。（4）选择运算放大器为了减小运放参数对积分电路输出电压的影响，应选择：输入失调参数（UIO、

6、IIO、IB）小，开环增益（Auo）和增益带宽积大，输入电阻高的集成运算放大器。第2节积分运算电路六、典型积分运算电路1、积分时间常数范围宽广的积分器当RC过小时，积分漂移增大积分漂移速度当RC过大时，电容器漏电和电路寄生参数的影响将增强。第2节积分运算电路积分时间常数范围宽广的积分器取R1=RFR2=Rf第2节积分运算电路七、积分电路的应用1、积分电路可实现波形变换。第2节积分运算电路2、积分电路具有延迟作用。积分电路的输出随时间增长，延迟时间既与输入电压有关，也与积分电路的积分时间常数有关。可接入开关前，根据

7、延迟时间设定电路参数。3、积分电路还有移相作用。在频域分析中，，即输出超前输入90度，即移相了90度。第2节积分运算电路六、典型积分运算电路2、反相积分电路b)UUUURRCoNPiPNc)UUURSRSRCo111222fNUIcUIiRCoia)N∞第2节积分运算电路3、增量积分电路（比例积分电路）∞-++NR1R1R2R2CCI1I1UiUoa)UoUiOOttUib)R2R1R2R1Ui第3节微分运算电路第3节微分运算电路二、有源微分运算电路ui–++uoRfR2i1iFCR2=Rf为使直流电阻平衡反相端

8、虚地虚断实现了微分运算电路的时间常数RfC方波可转化为尖脉冲RETURNuotuit微分电路输出电压波形输入电压波形输出电压波形输入方波信号输出尖脉冲波转化为RETURN第3节微分运算电路三、微分运算电路的改进1、电阻R1与C1串联，限制输入电流；2、在Rf两端并联稳压管，限制输出电压幅度；3、在电阻R3和Rf两端各并联电容，起相位补偿作用。电路在高频时，反馈网络产生了一