模电课件第7章-信号的运算和处理.ppt

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1、第7章信号的运算和处理一、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7.1基本运算电路1.理想运放的参数特点Aod、rid、fH均为无穷大，ro、失调电压及其温漂、失调电流及其温漂、噪声均为0。因为uO为有限值，Aod＝∞，所以uN－uP＝0，即uN＝uP…………虚短路因为rid＝∞，所以iN＝iP＝0………虚断路电路特征：引入电压负反馈。无源网络2.集成运放的线性工作区uO＝Aod(uP－uN)一、概述3.研究的问题（1）什么是运算电路：运算电路的输出电

2、压是输入电压某种运算的结果，如加、减、乘、除、乘方、开方、积分、微分、对数、指数等。（2）描述方法：运算关系式uO＝f(uI)（3）分析方法：“虚短”和“虚断”是基本出发点。（1）识别电路。（2）求解运算关系式。4.学习运算电路的基本要求二、比例运算电路1.反相输入电路引入了哪种组态的负反馈？2)补偿电阻（平衡电阻）R／＝R//Rf为什么？+_iN=iP=0uN=uP=0虚地在节点N：T形反馈网络反相比例运算电路能获得较大数值的比例系数。P326另解：R1和R2的电流相等得uM/R2=－ui/R1(1)对M点

3、列结点电压方程得uM/R2+uM/R3+(uM—uo)/R4=0(2)将(1)代入(2)得2.同相输入电路引入了哪种组态的负反馈？电阻R／＝R//Rf同相输入比例运算电路的特例：电压跟随器例电路如下图所示，已知R1=10k，RF=50k。求(1)Auf、R2；(2)若R1不变，要求Auf为–10，则RF、R2应为多少？uoRF++∞.uiR2u+u_。。R1解：1.Auf=–RFR1=–5010=–5R2=R1RF=1050(10+50)=8.3k2.∵Auf=–RFR1=–RF10=–

4、10∴RF=AufR1=1010=100kR2=1010010+100=9.1k三、加减运算电路1.反相求和方法一：方法二：利用叠加原理首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压，然后将所有结果相加，即得到所有输入信号同时作用时的输出电压。与反相求和运算电路的结果差一负号设R1∥R2∥R3∥R4＝R∥Rf2.同相求和利用叠加原理求解：令uI2=uI3=0，求uI1单独作用时的输出电压同理可得，uI2、uI3单独作用时的uO2、uO3，形式与uO1相同，uO=uO1+uO2+uO3。同相求和另解3.加

5、减运算设R1∥R2∥Rf＝R3∥R4∥R5利用叠加原理求解：uI3单独作用时的uO3利用叠加原理求解：讨论：电路如图所示组成哪种基本运算电路？与用一个运放组成的完成同样运算的电路的主要区别是什么？P333四、积分运算电路和微分运算电路1.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？线性积分波形变换2.微分运算电路为了克服集成运放的阻塞现象和自激振荡，实用电路应采取措施。限制输入电流限制输出电压幅值滞后

6、补偿对输入电压的极性有何要求？五、对数运算电路和指数运算电路1.对数运算利用PN结端电压与电流的关系集成对数运算电路2.指数运算电路3.乘法、除法运算电路uO22.在运算电路中的基本应用1)乘法运算1.模拟乘法器的符号7.2模拟乘法器及其在运算电路中的应用2)乘方运算实现了对正弦波电压的二倍频变换为使电路引入的是负反馈，k和uI2的极性应如何？3)除法运算运算电路中集成运放必须引入负反馈！3.开方运算7.3有源滤波电路一、概述二、低通滤波器三、高通、带通、带阻滤波器1.滤波电路的功能使指定频段的信号顺利通过，

7、其它频率的信号被衰减。2.滤波电路的种类低通滤波器（LPF）通带放大倍数通带截止频率理想幅频特性无过渡带一、概述用幅频特性描述滤波特性，要研究、(fP、下降速率)。下降速率高通滤波器（HPF）带通滤波器（BPF）带阻滤波器（BEF））全通滤波器（APF））理想滤波器的幅频特性阻容耦合通信电路抗已知频率的干扰f-φ转换滤波器的用途滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。空载时带负载时3.无源滤波电路和有源滤波电路负载变化，通带放大倍数和截止频率均变化。

8、无源滤波电路的滤波参数随负载变化；有源滤波电路的滤波参数不随负载变化，可放大，不能输出高电压大电流。有源滤波电路用电压跟随器隔离滤波电路与负载电阻二、低通滤波器1.同相输入对于LPF，频率趋于0时的放大倍数即为通带放大倍数。求解传递函数时，只需将放大倍数中的jω用s取代即可。一阶LPF经拉氏变换得传递函数频率趋于0时的放大倍数为通带放大倍数决定于RC环节表明进入高频段的下降速率为－20dB/十倍频（