模电课件6信号运算电路 考研备考期末复习

1、模拟电子技术之模拟电子技术之信号运算电路信号运算电路模拟电子技术课程体系模拟电子技术课程体系二二极极管管路路晶体晶体管放管放大电大电路路场效场效应管应管放大放大电路电路用用负负反反馈馈放放大大器器三三体体管管管管集成集成运放运放信信号号运运算算晶晶体体管管场场效效应应管管反反馈馈电电压压比比较较器器正正弦弦波波发发生生器器功功率率放放大大器器直直流流稳稳压压电电源源第六章第六章 信号运算电路信号运算电路负反馈负反馈 6.1 6.1 运算电路概述运算电路概述 6.2 6.2 基本运算电路基本运算电路 一、比例运算一、比例运算 二、加减运算二、加减运算 三、积分、微分运算三、积分、微分运算本章主要

2、内容本章主要内容第六章第六章 信号运算电路信号运算电路 6.1 运算电路概述运算电路概述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第九章第九章电子系统的供电子系统的供电电源电电源第十章第十章电子系统简介电子系统简介第六章第六章 信号运算电路信号运算电路一、什么是运算电路一、什么是运算电路 6.1 运算电路概述运算电路概述1 1、电路功能：运算电路的、电路功能：运算电路的输出电压输出电压是输入电压某种运算的结果，是输入电压某种运算的结果， 如：加减乘除、积分微分、对数指数等。如：加减乘除、积分微分、对数指数等。2 2、电路特点

3、：集成运放引入、电路特点：集成运放引入电压负反馈电压负反馈二、学习运算电路的要求：二、学习运算电路的要求：1 1、正确识别电路、正确识别电路2 2、求解输出电压和输入电压之间的运算关系：、求解输出电压和输入电压之间的运算关系：u uo o= =f(uf(uI I) )三、理想运放的参数特点：三、理想运放的参数特点： A Aodod、 r ridid 、f fH H 均均为无穷大，为无穷大，r ro o、失调电压及其温漂、失调电压及其温漂、失调电流及其温漂、噪声均为失调电流及其温漂、噪声均为0 0。第六章第六章 信号运算电路信号运算电路四、集成运放的线性工作区：四、集成运放的线性工作区： 6.1

4、 运算电路概述运算电路概述因为因为u uO O为有限值为有限值，A Aodod，故：，故：u uN Nu uP P0 0，即即: :因为因为r ridid，故：，故：电路特征：引入电路特征：引入交直流负反馈交直流负反馈。无源网络无源网络虚短路和虚断路是分析运算电虚短路和虚断路是分析运算电路的基本出发点！路的基本出发点！uNuP虚短路虚短路 iNiP0虚断路虚断路第六章第六章 信号运算电路信号运算电路 6.1 6.1 运算电路概述运算电路概述 6.2 6.2 基本运算电路基本运算电路 一、比例运算一、比例运算 二、加减运算二、加减运算 三、积分、微分运算三、积分、微分运算本章主要内容本章主要内容

5、第六章第六章 信号运算电路信号运算电路FRA+1RRFRIuOu一、比例运算电路：一、比例运算电路： 6.2 基本运算电路基本运算电路1、反相比例运算、反相比例运算第六章第六章 信号运算电路信号运算电路FiIiI1fOuRRu 问题：问题：1 1、电路引入何种类型的负反馈？、电路引入何种类型的负反馈？4、R取值多少？为什么？取值多少？为什么？3 3、电路的输入电阻是多少？、电路的输入电阻是多少？ 输出电阻是多少？输出电阻是多少？5 5、输入端有没有共模信号？、输入端有没有共模信号？6、若要若要R Ri i=100k=100k，比例系数，比例系数100100， 如何选取如何选取R Rf f? ?

6、2 2、输出电压的表达式是什么？、输出电压的表达式是什么？电压并联电压并联R10无无R1/RF一、比例运算电路：一、比例运算电路： 6.2 基本运算电路基本运算电路1、反相比例运算、反相比例运算第六章第六章 信号运算电路信号运算电路FRRFROu问题：问题：1 1、若要求、若要求R Ri i=100k=100k，则，则R R1 1是多大？是多大？2 2、若要求比例系数是、若要求比例系数是-100,-100,已知已知 R2 R2，R4R4是是100k100k，则，则R3R3是多大？是多大？T T 形形反馈网络反相比例电路反馈网络反相比例电路I31421412u)RRRRRRRR( 2M1IRuR

7、u I12MuRRu 432MOR)ii (uu 又：又：I12uRR 1IRu( )uRRRI312 4R 1R1)RRRRR(34242 Iu 用不太大的电阻实用不太大的电阻实现较大的比例系数现较大的比例系数一、比例运算电路：一、比例运算电路： 6.2 基本运算电路基本运算电路2、同相比例运算、同相比例运算第六章第六章 信号运算电路信号运算电路FRRFRFRA+1RRFRIuOu问题：问题：1 1、电路引入何种类型的负反馈？、电路引入何种类型的负反馈？4、R取值多少？为什么？取值多少？为什么？3 3、电路的输入电阻是多少？、电路的输入电阻是多少？ 输出电阻是多少？输出电阻是多少？5 5、输

8、入端有没有共模信号？、输入端有没有共模信号？6、若如果若如果K KCMRCMR不是无穷大，会不不是无穷大，会不 会影响运算精度？会影响运算精度？2 2、输出电压的表达式是什么？、输出电压的表达式是什么？IfouRRu)1 (17、如果信号源很微弱，应选择哪如果信号源很微弱，应选择哪 种比例电路？如果种比例电路？如果K KCMRCMR不是无不是无 穷大，该选择哪种比例电路？穷大，该选择哪种比例电路？- - u uF F + +有有会会一、比例运算电路：一、比例运算电路： 6.2 基本运算电路基本运算电路2、同相比例运算、同相比例运算第六章第六章 信号运算电路信号运算电路同相比例运算的特例同相比例

9、运算的特例：电压跟随器电压跟随器问题：问题：1 1、电路引入何种类型的负反馈？、电路引入何种类型的负反馈？2 2、输出电压的表达式是什么？、输出电压的表达式是什么？3 3、反馈系数、反馈系数F F是多少？是多少？4 4、输入电阻是多少？输出电阻、输入电阻是多少？输出电阻 是多少？是多少？5 5、输入端有共模信号吗？、输入端有共模信号吗？ 6.1 6.1 运算电路概述运算电路概述 6.2 6.2 基本运算电路基本运算电路 一、比例运算一、比例运算 二、加减运算二、加减运算 三、积分、微分运算三、积分、微分运算本章主要内容本章主要内容第六章第六章 信号运算电路信号运算电路FRA+1RRIuOuA+

10、I1uI2uOuFR1R2RR二、加减运算电路：二、加减运算电路： 6.2 基本运算电路基本运算电路1、反相比例求和、反相比例求和第六章第六章 信号运算电路信号运算电路问题：问题：1 1、电路引入何种类型的负反馈？、电路引入何种类型的负反馈？2 2、输出电压的表达式是什么？、输出电压的表达式是什么？Fi1Ii2Ii方法：节点电流法方法：节点电流法FFORiu F2I1IR)ii ( 11IRu( )Ru22I FR )uRRuRR(2I2F1I1F 6.2 基本运算电路基本运算电路第六章第六章 信号运算电路信号运算电路问题：问题：1 1、电路引入何种类型的负反馈？、电路引入何种类型的负反馈？2

11、 2、输出电压的表达式是什么？、输出电压的表达式是什么？3 3、调整一路输入的比例系数、调整一路输入的比例系数 时，对另一路输入的系数有影时，对另一路输入的系数有影响吗？响吗？4 4、每一路输入信号的输入电、每一路输入信号的输入电阻是多少？阻是多少？FRA+1RRIuOuA+I1uI2uOuFR1R2RR二、加减运算电路：二、加减运算电路：1、反相比例求和、反相比例求和)uRRuRR(u2I2F1I1FO 二、加减运算电路：二、加减运算电路： 6.2 基本运算电路基本运算电路2、同相比例求和、同相比例求和第六章第六章 信号运算电路信号运算电路问题：问题：1 1、电路引入何种类型的负反馈？、电路

12、引入何种类型的负反馈？2 2、输出电压的表达式是什么？、输出电压的表达式是什么？方法：叠加原理方法：叠加原理A+I1uI2uOuFRR1R2R1I2121PuRRRu 单独作用：单独作用：当当1Iu1I2112PuRRRu 单独作用：单独作用：当当2Iu2I2111I212PuRRRuRRRu PFOu)RR1(u )uRRRuRRR)(RR1(2I2111I212F 满足平衡条件时满足平衡条件时: :)RuRu(Ru22I11IfO （R R1 1/R/R2 2=R/R=R/RF F） 6.2 基本运算电路基本运算电路第六章第六章 信号运算电路信号运算电路问题：问题：1 1、电路引入何种类型

13、的负反馈？、电路引入何种类型的负反馈？2 2、输出电压的表达式是什么？、输出电压的表达式是什么？3 3、调整一路输入的比例系数时，、调整一路输入的比例系数时， 对另一路输入的系数有影响吗？对另一路输入的系数有影响吗？4 4、输入有共模信号吗？、输入有共模信号吗？)uRRRuRRR)(RR1(u2I2111I212FO 5 5、输入电阻是多少？、输入电阻是多少？ 输出电阻是多少？输出电阻是多少？二、加减运算电路：二、加减运算电路：2、同相比例求和、同相比例求和A+I1uI2uOuFRR1R2R0RRRRRo212i1i 二、加减运算电路：二、加减运算电路： 6.2 基本运算电路基本运算电路3、减

14、法运算：、减法运算：第六章第六章 信号运算电路信号运算电路问题：问题：1 1、电路引入何种类型的负反馈？、电路引入何种类型的负反馈？2 2、输出电压的表达式是什么？、输出电压的表达式是什么？方法：叠加原理方法：叠加原理1I122I43412OuRRuRRR)RR1(u 满足平衡条件时（满足平衡条件时（R R1 1/R/R2 2=R=R3 3/R/R4 4）)RuRu(Ru12I31I2O A+I1uI2uOub1b24R3R2R1R1I121OuRRu 单独作用：单独作用：当当1Iu单独作用：单独作用：当当2Iu2b122Ou)RR1(u 2I43412uRRR)RR1( 第六章第六章 信号运

15、算电路信号运算电路 6.2 基本运算电路基本运算电路讨论一：电路如图示，讨论一：电路如图示，（1 1）分析各自构成哪种基本运）分析各自构成哪种基本运算电路，两者之间有何区别，算电路，两者之间有何区别，该如何选择？该如何选择？（2 2）在求解第一级电路的运算）在求解第一级电路的运算关系时，是否需要考虑第二级关系时，是否需要考虑第二级电路对它的影响？电路对它的影响？FRA+1R2R1fR1IuA+I2uOu4Rf2R3RO1uA+I1uI2uOub1b24R3R2R1R 6.2 基本运算电路基本运算电路讨论二：电路如图示，求输出电流的表达式：讨论二：电路如图示，求输出电流的表达式：)u(fiIO

16、第六章第六章 信号运算电路信号运算电路A+IuRRRR+ALR1Ou2Ou2OuOioR2OI1Ouuu O2O1OORuui OIRu 输出电流输出电流iO只受控于只受控于uI，将输入电压转换成输将输入电压转换成输出电流出电流 6.1 6.1 运算电路概述运算电路概述 6.2 6.2 基本运算电路基本运算电路 一、比例运算一、比例运算 二、加减运算二、加减运算 三、积分、微分运算三、积分、微分运算本章主要内容本章主要内容第六章第六章 信号运算电路信号运算电路 三、积分、微分运算电路：三、积分、微分运算电路： 6.2 基本运算电路基本运算电路1、积分运算：、积分运算：第六章第六章 信号运算电路信号运算电路问题：问题：1 1、输出电压的表达式是什么？、输出电压的表达式是什么？CA+IuOuRRuiiIIC t diC1C tuRCud1IO)t (ut duRC1u10t t IO21 IiCi CuCOuu 当电容上有初始电压时：当电容上有初始电压时：移相移相利用积分运算的基本关系实现不同的功能利用积分运算的基本关系实现不同的功能1) 1) 输入为阶跃信号时的输出电压波形？输入为阶跃信号时的输出电压波形？2) 2) 输入为方波时的输出电压波形？输入为方波时的输出电压波形？3) 3) 输入为正弦波时的输出电压波形？输入为正弦波时的输出电压波形？记录阶跃信记录阶跃信号到达时间