模电课件-第七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§7.3有源滤波电路模拟电子技术课程整个知识构成体系是从局部到整体循序渐进的，难点在局部，侧重点逐渐移至整体。集成运放可以组成运算电路、滤波器（第7章）、电压比较器、振荡器（第8章）等多种应用电路。由于这些电路分散在不同章节，显得比较零散，缺乏整体概念。首先建立整体概念；如何建立？通过比较集成运放外接电路不同，可以组成不同功能的电路。外接负反馈不接任何反馈外接正反馈各种运算电路（定性、定量分析都要求）单限电压比较器（定性、定量分析都要求）滞回电压比较器（定性定量分析都要求）外接正、负反馈振荡电路（定性要求）、有源滤波电路（定

2、性要求）1、理想运放的性能指标理想运放的两个工作区Aod，Rid，Ro0，KCMR2.电压传输特性uo=f(ui)+UOMuiuo–UOM线性区理想特性实际特性饱和区O_+AuouNuPiNiP_+AuouNuPiNiP+UOMuiuo–UOM线性区理想特性O(1)线性区：虚短放大倍数与负载无关。虚断电路特征：引入负反馈信号运算有源滤波应用电路特征：引入正反馈无反馈（开环）(2)非线性区：+UOMuiuo–UOM理想特性饱和区O虚断不虚短信号发生比较器应用7.1.2比例运算电路§7.1基本运算电路类型：同相比例放大和反相比例放大。虚短路放大倍数与负载无

3、关，可以分开分析。虚断路运放工作在线性区的特点理想运放在线性工作区：引入（深度）负反馈i1=i2uo_++R2R1RPuii1i21.放大倍数虚短路虚断路一、反相比例运算电路结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。2.电路的输入电阻Ri=R1平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。RP=R1//R2uo_++R2R1RPuii1i2为保证一定的输入电阻，当放大倍数大时，需增大R2，而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。电位为0，虚地输入电阻小、共模电压为0以及“虚地”是反相输入的特点。_++R2R

4、1RPuii1i23.反馈方式电压并联负反馈输出电阻很小！带负载能力强。uo_++R2R1RPuiR4R3i1i2i4i3M改进：T型网络反相比例运算电路作业P3937.67.97.10二、同相比例运算电路_++R2R1RPuiuou-=u+=ui反馈方式：电压串联负反馈。输入电阻高。虚短路虚断路结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。同相比例电路的特点：3.共模输入电压为ui，因此对运放的共模抑制比要求高。1.由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。2.由于串联负反馈的作用，输入电阻大。_++uiuo此电路是电压串联负

5、反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能更好，常用于改善电路的带负载能力。三、电压跟随器结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。例：7.1.3加减运算电路作用：将若干个输入信号之和或之差按比例放大。类型：同相求和和反相求和。一、反相求和运算R12_++R2R11ui2uoRPui1实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。i12iFi11R12_++R2R11ui2uoRPui1注意：反相求和电路的各输入信号的放大倍数互相不影响，能单独调整。流入运

6、放输入端的电流为0二、同相求和运算-R1RF++ui1uoR21R22ui2R´注意：同相求和电路的各输入信号的放大倍数互相影响，不能单独调整。三、加减运算电路实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。R2_++R5R1ui2uoui1R4ui4ui3R3R6_++R2R1R1ui2uoR2ui1解出：加减运算电路的特例：差分比例运算电路_++R2R1R1ui2uoR2ui1差动放大器放大了两个信号的差，但是它的输入电阻不高（=2R1）,这是由于反相输入造成的。高输入电阻的差分比例运算电路例题：设计一个加减运算电路，RF=240k，使uo

7、=10ui1+8ui2-20ui3解:(1)画电路。系数为负的信号从反相端输入，系数为正的信号从同相端输入。-R3RF++ui1uoR2R1ui2R4ui3(2)求各电阻值。-R3RF++ui1uoR2R1ui2R4ui3uo=10ui1+8ui2-20ui3A/D变换器要求其输入电压的幅度为0~+5V，现有信号变化范围为-5V~+5V。试设计一电平抬高电路，将其变化范围变为0~+5V。+5V-5V+5V+2.5V电平抬高电路A/D计算机uiuouo=0.5ui+2.5V例：uo=0.5ui+2.5V=0.5(ui+5)V_++10k20k+5V5ku