模电课件第八章信号运算与处理.ppt

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1、第八章信号的运算与处理电路8.1比例电路8.2基本运算电路8.3对数和反对数电路8.5有源滤波器本章讨论集成运放的基本应用电路——基本运算电路：比例、加法、减法、积分、微分运算。注意（P.329）：要注意输入方式，判断反馈极性，然后利用理想运放的基本概念——“虚断”、“虚短”、“虚地”来进行近似计算。一、比例运算同相比例运算反相比例运算如果Rf＝0，同相比例电路为电压跟随器（uo＝ui）；反相比例电路为反相器（uo＝－ui）。8.1基本运算电路（P.329—336）二、加法运算电路（P.330）求：uo＝f（us1、us2）图中R为平衡电阻，R＝R1//

2、R2//Rf，R的值不影响计算结果。此式为反相加法运算电路例11、求uo＝f（us1、us2、us3）；2、如果R1＝R2＝R3＝Rf1，R5＝R6，求uo＝f（us1、us2、us3）。解：A1为反相加法电路，A2为反相比例电路。2、如果R1＝R2＝R3＝Rf1，R5＝R6，则：该式实现常规的加法运算。例2：P.375—T8.1.18.1.1同相输入加法电路如图题8.1.1所示，求输出电压uO。R1＝R2＝R3＝Rf时，uO＝？解：该电路为电压串联负反馈电路，可先求VP，然后利用VN＝VP，找到与uo的关系，应用迭加原理：利用同相比例电路的结果：当R1

3、＝R2＝R3＝Rf时，代入上式得：1、求uo＝f（us1、us2）；2、R1’＝R1//Rf1，R2’＝R2//R2//Rf2为平衡电阻，如果R1＝Rf1、R2＝Rf2，求uo＝f（us1、us2、）。解：A1为反相比例电路，A2为反相求和电路。三、减法运算电路（P.330）根据叠加原理:当vi1单独作用时，vi2=0vi2单独作用时，vi1=0，当vi1与vi2同时作用:若R3=（开路），上式为：为保证运放的两个输入端对地的电阻平衡，消除共模信号，要求两输入端电阻严格匹配，即满足：R1=R2，Rf=R3上式为：完成减法运算。当R1=R2=Rf=R3时

4、，有：vo=vi2–vi1利用差分式电路实现减法运算（P.331）例1：P332例8.1.1利用差分式减法运算公式，得：例2：P.377—T8.1.68.1.6由运放组成的BJT电流放大系数β的测试电路如图题8.1.6所示，设BJT的VBE＝0.7V。（1）求出BJT的c、b、e各极的电位值；（2）若电压表读数为200mV，试求BJT的β值。解：（1）求BJT各极电位运放A1的同相端电位：VP1＝6V∴BJT的集电极电位：VC＝VN1＝VP1＝6V运放A2的同相端电位：VP2＝0V∴BJT的基极电位：Vb＝VN2＝VP2＝0VBJT的发射极电位：Ve＝V

5、b－0.7＝－0.7V（2）求BJT的β值Ic＝（V1－VN1）/R1＝（12－6）÷（6×103）＝1mAIb＝VO/R2＝(0.2×10－3)÷（10×103）＝0.02mA∴β＝IC/Ib＝1÷0.02＝50积分电路是一种应用广泛的运算电路，它不仅是组成模拟运算的基本单元电路，而且可利用积分电路进行延时、定时、矩形波、锯齿波发生以及构成积分式模/数转换等。将反相比例电路中的反馈电阻Rf改成电容器C，就构成为积分电路。设电容器C上的初始值为uc，求：uc＝f（uc）四、积分电路（P.333）由此式可知：1、uo、us反相；2、uo与us为反相积分关系

6、。讨论：1、如果t1＝0，uc＝0，则上式为：2、如果t1＝0，uc≠0，则上式为：3、如果在短时间内，us是常数，则上式为：4、RC为时间常数τ，τ＝RC，如果△t＞＞τ时，us为常数时，则电容器中无充电电流，此时，uo＝Uom≈Vcc，相当于电容器隔断了反馈支路，输出电压Uo为最大值，且不变，即“停止积分”。积分电路的用途：1、作延时用：如当输入信号为一阶跃电压时，经过一段时间后输出电压将上升到一定电压幅值。例：电路如图，设电容器的初始电压uc＝0，在0（+）时刻us从0上升到us，求输出电压uo经多长时间才能达到us幅度？当T＝RC时，uo＝－us

7、。设R＝10k、C＝0.05μF，t＝0时uo＝0，输入为一下跳电压（ui＝－3V），问经过多长时间电子开关动作？解：从图分析可知：uo＝6V电子开关能够动作。将数据代入上式，可计算出T＝1mS延时，BJT饱和导通，电子开关J动作。2、作波形转换用：将方波变换为三角波已知电路及输入波形如图，电容器初始值为0，画出输出波形。3、作移相器用电路如图，已知us＝Uimsinωt，求输出波形。uo超前us90°，幅值为：作业：P.376—T8.1.3、T8.1.4、T8.1.11预习：§8.4、§8.5五、微分电路（P335）可知：1、输出电压uo与输入电压u

8、s反相；2、输出电压uo正比于输入电压us对时间的微分。讨论：1、输入电压us为