模拟电子技术基础--第7章--信号的运算和处理.ppt

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1、第七章信号的运算和处理7.1基本运算电路作业7.17.27.37.47.57.67.107.11电子系统简介传感器接收器隔离、滤波放大、阻抗变换运算、转换、比较功率放大A/D转换第七章第八章第九章信号的产生电子信息系统的供电电源第十章一、理想运放的条件1.开环差模电压增益Aod=∞;2.差模输入电阻Rid=∞;3.输出电阻Ro=0;4.共模抑制比CMRR=∞;5.开环带宽BW=∞;6.失调、漂移和内部噪声为零。主要条件条件较难满足，可采用专用运放来近似满足。理想集成运算放大器为简化对集成运放应用电路的分析，常把集成运放视为理想器件。其主要满足以下一些条件：实际运放的技术指标与理想运放比较

2、接近，因此用理想运放代替实际运放分析所产生的误差并不大，在工程计算中是允许的，由此却带来了分析的大大简化。-V-I-+V+I+Vo+-AV(V+-V-)1.同相端与反相端呈开路状态。2.输出回路为一受控电压源AV(V+-V-)，由于Ro=0,所以Vo=AV(V+-V-)二、理想运放模型-V-I-+V+I+Vo三、理想运放的工作状态及其特点VoV+V--0VOHVOL理想实际线性区非线性区非线性区运放的传输特性VOH为正向输出饱和电压VOL为负向输出饱和电压其数值接近运放的正负电源电压引入深度负反馈开环或引入正反馈分析应用电路的工作原理时，首先要分清运放工作在线性区还是非线性区。线性工作

3、状态1.理想运放的同相和反相输入端电流近似为零I+=I-≈02.理想运放的同相和反相输入端电位近似相等V+=V-Rid≈∞V+-V-=Vo/AU≈0虚断虚短在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。虚地如将运放的同相端接地V+=0，则V-=0,即反相端是一个不接“地”的“地”，称为“虚地”虚地点对地的电位为“0”由于理想运放的输入电阻非常高，在分析处于线性状态运放时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。三、理想运放的工作状态及其特点-V-I-+V+I+Vo1.理想运放的同相和反相输入端电流近似为零2.当V+>V-时，V

4、o为正向输出饱和电压VOH当V+

5、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继续有则根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：方法1i2i1i3if减法器R3R1U1UoRf-+R2U2运放工作在线性放大时，可用叠加原理来推导输出表达式。当U2=0时，在输入信号U1的作用下，产生的输出为U'o当U1=0时，在输入信号U2的作用下，产生的输出为U''o根据叠加原理：Uo=U'o+U''o当U1单独作用时：U'o当U2单独作用时：U''o方法2减法器R3R1U1UoRf-+R2U2当U1单独作用时：当U2单独作用时：若R1=R2R3=Rf减法器的输出电压为两个输入信号之差乘以放大系数Rf/R

6、1,故又称它为差分放大器。为减小失调误差R1//Rf=R2//R3（五）反相积分运算电路移相利用积分运算的基本关系实现不同的功能1)输入为阶跃信号时的输出电压波形？2)输入为方波时的输出电压波形？3)输入为正弦波时的输出电压波形？线性积分，延时波形变换(六)微分运算电路对输入电压的极性和幅值有何要求？(七)、对数运算电路和指数运算电路1.对数运算实用电路中常常采取措施消除IS对运算关系的影响利用PN结端电压与电流的关系集成对数运算电路对输入电压的极性和幅值有何要求？2.指数运算电路3.乘法、除法运算电路六、模拟乘法器及其在运算电路中的应用1.模拟乘法器简介1)变跨导型模拟乘法器的基本原

7、理实际电路需在多方面改进，如线性度、温度的影响、输入电压的极性等方面。理想情况下，ri1、ri2、fH为无穷大，失调电压、电流及其温漂为0，ro为0，ux、uy幅值变化时k值不变。有单象限、两象限和四象限之分。2)模拟乘法器的符号及等效电路2.在运算电路中的基本应用2)乘方运算1)乘法运算实际的模拟乘法器k常为+0.1V-1或－0.1V-1。若k=+0.1V-1，uI1=uI2=10V，则uO=10V。实现了对正弦波电压的二倍频变换