模电课件-7-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概述*7.2基本运算电路7.3模拟乘法器及其运算电路的运用7.4有源滤波电路7.5电子信息系统预处理中所用电路(自学)1、掌握运算电路的特征，深入理解只有引入负反馈集成运放才工作在线性区，也才能实现信号的运算；2、熟悉常用运算电路的运算关系；3、了解模拟乘法器，熟悉由模拟乘法器组成的运算电路；4、理解用逆运算的方法组成运算电路。5、掌握滤波器的有关概念：什么是滤波什么是低通、高通、带通、带阻滤波，用途什么是无源滤波、什么是有源滤波，用途如何描述滤波特性6、理解有源滤波器的工作原理和分析方法一阶、简单二阶、压控电压源二阶LPF的组成高通、

2、带通、带阻滤波的组成滤波电路的分析方法7、学会识别有源滤波电路教学目的：本章重点和考点2.比例、加法、减法、积分等运算电路及综合应用。3.有源滤波电路的基本概念1.运放的线性应用特点：虚短、虚断1.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7.1概述2.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………

3、虚断路电路特征：引入电压负反馈。无源网络3.集成运放的线性工作区uO＝Aod(uP－uN)4.研究的问题（1）什么是运算电路：运算电路的输出电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。5、学习运算电路的基本要求7.2信号的运算一、比例运算电路二、加减运算电路三、积分运算电路和微分运算电路四、对数运算电路和指数运算电路一、比例运算电路1.反相比例运算电路若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，R＝

4、？Rf＝？Rf=10M太大，稳定性差噪声大。如何利用相对小的电阻获得－100的比例系数？+_在节点N：由于“虚断”，iP=0，uP=0；由于“虚短”，uN=uP=0—“虚地”反相输入端“虚地”，电路的输入电阻为Rif=R引入深度电压并联负反馈，电路的输出电阻为R0f=0补偿电阻R/=R//RFT形反馈网络反相比例运算电路利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数。节点N的电流方程为i4=i2+i3u0=-i2R2–i4R4所以将各电流代入上式约1K2.同相比例运算电路共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什么？R/=R//RF根据“虚短”和“虚断”的特点，

5、可知iN=0；又uN=uP=uＩ由于该电路为电压串联负反馈，所以输入电阻很高。同相输入比例运算电路的特例：电压跟随器计算方法小结1.列出关键结点的电流方程，如N点和P点。2.根据虚短(地)、虚断的原则，进行整理。二、加减运算电路1.反相求和节点电流法2.同相求和设R1∥R2∥R3＝R∥Rf与反相求和运算电路的结果差一负号必不可少吗？由于“虚断”，i+=0，所以：由于“虚短”，uP=uN设R1∥R2∥Rf＝R3∥R4∥R5例：用集成运放实现以下运算关系讨论从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。3.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

6、和N、P点的KCL得：i2i1i3ifR1//Rf=R2//R3R3R1U1UoRf-+R2U2当U1单独作用时：当U2单独作用时：减法器的输出电压为两个输入信号之差乘以放大系数Rf/R1,故又称它为差分放大器。为减小失调误差R1//Rf=R2//R3叠加法：当4.高输入电阻差分比例运算电路若R1=RF2，R3=RF1讨论一：电路如图所示（1）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？（2）为什么在求解第一级电路的运算关系时可以不考虑第二级电路对它的影响？讨论二：求解图示各电路该电路可等效成差分放大电路的哪种接法？与该接法的分

7、立元件电路相比有什么优点？已知R1＝R2，求解uO=f(uI)=?二极管什么时候导通？什么时候截止？讨论三四、积分运算电路和微分运算电路1.积分运算电路由于“虚断”，由于“虚地”，u-=0，故Rui(t)uo(t)-+CRf加入直流反馈Rf,抑制低频信号增益过大加Rf后，f→0，C断开，加入直流反馈Rf积分电路的输入、输出波形(1)输入电压为阶跃信号t0t1tuIOtuOOUI当t≤t0时，uI=0，设uO=0；当t0t1时，uI=0，uo保持t=t1时的输出电压值不变。即输出电压随时间而向负方向线性积分(2)如输入波形为方波，

8、输出波形为