02238模拟、数字及电力电子技术基本运算电路

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1、基本运算电路一、反相比例运算电路根据虚断，I¢i»0，故V+»0，且Ii»If根据虚短，V+»V-»0，Ii=(Vi－V-)/R1»Vi/R1Vo»－IfRf=－ViRf/R1∴电压增益Avf=Vo/Vi=－Rf/R1二、同相比例运算电路根据虚断，Vi=V+根据虚短，Vi=V+»V-V+=Vi=VoR1/(R1+Rf)，Vo»Vi[1+(Rf/R1)]∴电压增益Avf=Vo/Vi=1+(Rf/R1)三、求和运算电路1.反相加法运算2.同相加法运算（二）减法运算因两输入信号分别加于反相输入端和同相输入端，故此形式的电路也称为差分运算电路。 四、积分运算五、微分运算电路例4.若给定反馈电

2、阻RF=10kΩ，试设计实现uo=uI1-2uI2的运算电路。解：       例：求如图4.18所示电路中uo与ui的关系。图4.18习题4.11的图分析在分析计算多级运算放大电路时，重要的是找出各级之间的相互关系。首先分析第一级输出电压与输入电压的关系，再分析第二级输出电压与输入电压的关系，逐级类推，最后确定整个电路的输出电压与输入电压之间的关系。本题电路是两级反相输入比例运算电路，第二级的输入电压ui2就是第一级的输出电压uo1，整个电路的输出电压。解第一级的输出电压为：第二级的输出电压为：所以：例：求如图4.19所示电路中uo与ui的关系。电压比较器一、过零比较器过零电压比较

3、器是典型的幅度比较电路，它的电路图和传输特性曲线如图8.2.1所示。(a)电路图(b)电压传输特性二、一般单限比较器将过零比较器的一个输入端从接地改接到一个固定电压值上，就得到电压比较器，电路如图8.2.2所示。调节可方便地改变阈值。(a)电路图(b)电压传输特性比较器的基本特点工作在开环或正反馈状态。开关特性，因开环增益很大，比较器的输出只有高电平和低电平两个稳定状态。非线性，因是大幅度工作，输出和输入不成线性关系。三、滞回比较器从输出引一个电阻分压支路到同相输入端，电路如图所示电路。(a)电路图(b)传输特性当输入电压vI从零逐渐增大，且时，，称为上限阀值（触发）电平。当输入电压

4、时，。此时触发电平变为，称为下限阀值（触发）电平。当逐渐减小，且以前，始终等于，因此出现了如图所示的滞回特性曲线。回差电压：例：在如图4.32所示的各电路中，运算放大器的V，稳压管的稳定电压UZ为6V，正向导通电压UD为0.7V，试画出各电路的电压传输特性曲线。分析电压传输特性曲线就是输出电压uo与输入电压ui的关系特性曲线。本题两个电路都是电压比较器，集成运算放大器都处于开环状态，因此都工作在非线性区。在没有限幅电路的情况下，工作在非线性区的集成运算放大器的分析依据是：，且时，时，其中为转折点。当有限幅电路时，电压比较器的输出电压值由限幅电路确定。图4.32习题4.22的图解对图4

5、.32（a）所示电路，V，，故当输入电压V时，输出电压V；当输入电压V时，输出电压V。电压传输特性如图4.33（a）所示。对图4.32（b）所示电路，由于，V，故当V时，集成运算放大器的输出电压为+12V，稳压管处于反向击穿状态，V；当V时，集成运算放大器的输出电压为-12V，稳压管正向导通，V。电压传输特性如图4.33（b）所示。图4.33习题4.22解答用图例：在如图4.34（a）所示的电路中，运算放大器的V，双向稳压管的稳定电压UZ为6V，参考电压UR为2V，已知输入电压ui的波形如图4.34（b）所示，试对应画出输出电压uo的波形及电路的电压传输特性曲线。图4.34习题4.2

6、3的图分析电压比较器可将其他波形的交流电压变换为矩形波输出，而输出电压的幅值则取决于限幅电路。解由于V，，故当V时，集成运算放大器的输出电压为+12V，经限幅电路限幅之后，输出电压V；当V时，集成运算放大器的输出电压为-12V，经限幅电路限幅之后，输出电压V。输入电压ui和输出电压uo的波形如图4.35（a）所示，电路的电压传输特性曲线如图4.35（b）所示。（a）输入电压ui和输出电压uo的波形（b）电压传输特性曲线图4.35习题4.23解答用图正弦波振荡电路一、产生正弦波的条件幅度平衡条件

7、

8、=1相位平衡条件jAF=jA+jF=2np（n为整数）二、RC网络的频率响应谐振角频率和

9、谐振频率分别为：，三、RC桥式正弦波振荡电路1.RC文氏桥振荡电路的构成RC文氏桥振荡器的电路如图　图8.1.3所示，RC串并联网络是正反馈网络，另外还增加了R3和R4负反馈网络。C1、R1和C2、R2正反馈支路与R3、R4负反馈支路正好构成一个桥路，称为文氏桥。当C1=C2、R1=R2时，jF=0°，f0=为满足振荡的幅度条件

10、

11、=1，所以Af≥3。加入R3R4支路，构成串联电压负反馈（二）输出电压的调节范围串联型稳压电路今年上半年，在交警支队党委的坚强