模拟电子电路简明教程PPT

1、电电子信息系统的组成子信息系统的组成传感器传感器接收器接收器隔离、滤隔离、滤波、放大波、放大运算、转运算、转换、比较换、比较功放功放执行机构执行机构绪 论第六章模拟信号运算电路第六章模拟信号运算电路绪 论研究的问题研究的问题 运运算电路算电路：运算电路的输出电压是输入电压某：运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结种运算的结果。果。 描描述方法述方法：运算关系式：运算关系式 uOf (uI) 分分析方法析方法：“虚短虚短”和和“虚断虚断”是基本出发点是基本出发点。 识识别电别电路路 掌握运掌握运算关算关系系和和求求解方解方法法基基本要求本要求绪 论Aod、 rid 、fH 均均为无穷大，为无穷

2、大，ro、失调电压及其温漂、失调失调电压及其温漂、失调电流及其温漂、噪声均为电流及其温漂、噪声均为0u uO为有限值，为有限值， Aod，所所以以 uN - uP0， uNuP 虚虚短路短路urid，iNiP0 虚虚断路断路电路特征：引入电压负反电路特征：引入电压负反馈馈 2. 集成运放的线性工作区集成运放的线性工作区: uOAod(uP - uN) 1. 理想运放的参数特点理想运放的参数特点第六章第六章模拟信号运算电路模拟信号运算电路6.1比例运算电路比例运算电路6.2求和电路求和电路6.3积分和微分电路积分和微分电路6.4对数和指数电路对数和指数电路6.5乘法和除法电路乘法和除法电路6.1

3、比例运算电路6.1.1 反反相比例运算电相比例运算电路路“虚断虚断”, iN = 0, iP = 0“虚短虚短”, uN = uP = 0虚地虚地+_ 哪哪种组态的负反馈种组态的负反馈？ 电电路的输入电阻为多少路的输入电阻为多少？ R = ？为什么？为什么？Rf太大，噪声大。如何太大，噪声大。如何利用相对小的电阻获利用相对小的电阻获得得 -100 的的比例系数？比例系数？在节点在节点N：RuiiRIFIffFOuRRRiuR = RRf 若若要要Ri = 100k，比例系数，比例系数为为 -100，R1=？ Rf=？P2896.1.2同相比例运算电路同相比例运算电路R = R / RfiP =

4、 iN = 0uN = uP = uIOFNuRRRuIOfuuRRRIfO)1 (uRRu 引入了哪种组态的负反馈引入了哪种组态的负反馈？ 输入电阻为多少输入电阻为多少？ 特例特例: 电电压跟随压跟随器器6.1比例运算电路IPNOuuuu?oiRRF6.2求和电路6.2.1反相输入求和电路反相输入求和电路“虚断虚断”，iN = 0“虚地虚地”，uN = 0)(3I32I21I1ffFORuRuRuRRiu3I32I211I321FPN 0RuRuRuiiiiuu 节点电流法节点电流法 叠加原理叠加原理?6.2求和电路6.2.1反相输入求和电路反相输入求和电路I33fI22fI11fO3O2O

5、1OuRRuRRuRRuuuuI33fO3I22fO2,uRRuuRRu1I1fO1uRRu6.2.2同相输入求和电路同相输入求和电路4P3PI32PI21PI1RuRuuRuuRuuI33PI22PI11PPuRRuRRuRRu4321P/RRRRR PFNFO)1 ()1 (uRRuRRu6.2求和电路?4321iiiiP43213I32I21I1)1111(uRRRRRuRuRu思考题：思考题：叠加原叠加原理如何求？理如何求？ff3I32I211IPf)(RRRuRuRuRRRR)(3I32I211IfORuRuRuRu与反相求和运算电路与反相求和运算电路的异同的异同?iP = iN =

6、 0I2FFPuRRRuOFI1FFNuRRRuRRRuuP = uN6.1.3加减运加减运算电路算电路6.1比例运算电路I2FFOFI1FFuRRRuRRRuRRR)(I1I2FOuuRRu?差分比例运算差分比例运算Example 1: 用用集成运放实现以下运算关系集成运放实现以下运算关系I3I2I1O3 . 1102 . 0uuuu)3 . 12 . 0()(I3I1I33F1I11F1O1uuuRRuRRu)10()(I2O1I22F2O14F2OuuuRRuRRu10, 1,3 . 1,2 . 02F24F23F11F1RRRRRRRR6.2求和电路Example 2: 图图示运算电路

7、示运算电路6.2求和电路 组组成哪种基本运算电路成哪种基本运算电路？ 两者的两者的主要区别是什么？主要区别是什么？6.3积分和微分电路6.3.1积分电路积分电路RuiiRCI)(d11O IO21tutuRCutttuRCud1IOtRuCuud1ICO)()(1 1O12IO21ItuttuRCuttu为常量，则在若积分时间常数RC6.3积分和微分电路积积分电分电路实现的功能路实现的功能移相移相线性积分，延时线性积分，延时波形变换波形变换 阶跃信号阶跃信号t0t1tuIOtuOOUI)(d10ItIO1OttRCUtuRCutu t t0 ，uI = 0， uO = 0；u t0 t1 ，

8、uI = 0，uO 保持保持 t = t1 时的输出电压值不时的输出电压值不变变6.3积分和微分电路积积分电分电路实现的功能路实现的功能 波形转换波形转换P. 296?tUusinmItRCUttURCucosdsin1mmO tuOORCUm tuIOUm 2 36.3积分和微分电路 改变相位改变相位积积分电分电路实现的功能路实现的功能6.3.2微分电路微分电路“虚断虚断”，iN= 0，iC = iR“虚地虚地”， uP = uN = 0 ，tuRCRiRiuCRddCO 输输出电压正比于输入电压对时间的微出电压正比于输入电压对时间的微分分 微微分电路的作用：实现波形变分电路的作用：实现波形

9、变换换 (逆运算逆运算) 存在问存在问题？题？6.3积分和微分电路6.4对数和指数电路6.4.1对数电路对数电路RuiiRIC对输入电压的极性和幅值有何要求？对输入电压的极性和幅值有何要求？0lnISITBEOuRIuUuuTBETBEe) 1(eSSECUuUuIIii实际实际极性极性T选用选用PNP型型当当 uI uBE3 时，时，eI2eBE3I2RuRuuII2I1I2I1ecO2uKuuuURRuT 存在问存在问题？题？ 哪哪个象限？个象限？6.5乘法和除法电路变跨导式模拟乘法器的原变跨导式模拟乘法器的原理理乘法模拟器的应用：乘法模拟器的应用：1. 平方运算平方运算2OIKuu 6.5乘法和除法电路2. 倍频倍频tUuusinmI2I1)2cos1 (2)sin(2m2mI2I1OtUKtUKuKuu 输出电压包含两部分？输出电压包含两部分？ 如如何获得得何获得得二倍频余弦电压二倍频余弦电压?乘法模拟器的应用：乘法模拟器的应用：OI2OuKuu i1 = i2 OI222O1I1uuRKRuRu2I1I12OuuKRRu6.5乘法和除法电路3. 除法运算除法运算1i2ik和和uI2的极性应如何？的极性应如何？若若集成运放的负反馈通路中为某种运算电路，则整个电路集成运放的负反馈通路中为某种运算电路，则整个电路实现其逆运算！实现其逆运算