模拟电子技术基础(第四版)第7章.ppt

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1、第20讲第七章信号运算与处理7.1概述7.2基本运算电路7.3有源滤波电路7.4预处理用放大电路7/27/202117.1概述一.电子系统的组成电子系统：产生、传输或处理电信号及信息的电路实体。电子系统框图电子系统的类型:1).数字系统2).模拟系统3).模拟/数字混合系统4).微机系统7/27/20212电子系统实例：手机系统7/27/20213二.运放构成电路的分析方法1.理想运算放大器：开环电压放大倍数A0d=∞差摸输入电阻Rid=∞输出电阻R0=0理想运放工作在线性区的条件：电路中有负反

2、馈！2.理想运放的线性区：虚短虚断7/27/202143.理想运放的非线性区：当：不是无穷小时，此时：有限，UOM当：理想运放工作在非线性区的条件：电路开环、正反馈！*理想运放工作在非线性区时：由于Rid＝，所以，“虚断”仍成立！**对于非理想运，由于Rid很大、AOd很大，所以上述结论仍成立！7/27/202157.2基本运算电路一.比例运算电路1.反相比例运算虚短虚地点虚断(带负载后，输出不变！)为了保证运放输入端的对称7/27/202162.同相比例运算虚断虚短*该电路中uIC＝uI，

3、即共模电压不为0！与反相比例电路比较，哪个性能好？7/27/202173.电压跟随器虚断虚短电压跟随电路经常简化*电压跟随器的性能比分立元件的射极跟随器好很多。7/27/20218二.加减运算电路1.反相求和运算7/27/202192.同相求和运算同相比例7/27/202110当：则：7/27/2021113.加减运算(单运放)根据叠加原理反相加法同相加法当：当：有：7/27/202112例题1求：uO与uI的关系，Ro、Ri1、Ri2＝?解：(同相比例)(叠加原理)若：则：7/27/20211

4、3例题2设计电路实现：uO＝10uI1＋8uI2－20uI3解：当：时即：有：取：因为：所以：可以取适当的R’使：能实现：uO＝10uI1＋8uI2－uI3吗？作业：7-4、7-7、7-10（C）、7-127/27/202114三.微积分运算电路电容：1.积分运算当uI＝常数时：实用中，在C上并联一个大R，以降低低频增益，克服失调电压使运放进入非线性区—积分漂移。7/27/202115-Uom积分运算应用：1).t-u变换tui0Utuo0TMtui0tuo02).方波－三角波变换3).移相作业

5、：7-17、7-187/27/202116uItuOt第21讲2.微分运算波形：实用电路：1.加入R1，限制iC，防止进入非线性区。2.增加小C1，超前补偿，使电路稳定。3.增加DZ，使UOM＝UZ，防止进入饱和。7/27/202117例题1已知：t=0时，uC＝0V，uI＝1V。求：t＝何值时，uO＝0V。解：A1是积分电路，A2是反相加法电路。7/27/202118例题2求：写出PID调节器的函数关系。解：有：比例P积分I微分D*：改变R1、2和C1、2的大小，可改变各项的作用比例。7/27

6、/202119四.指数与对数运算电路1.指数运算利用PN结的指数特性实现指数运算uI>0!!改进电路：为了扩大工作范围，用三极管替代二极管。发射结饱和电流7/27/2021202.对数运算利用PN结的指数特性实现对数运算uO<0!!改进电路：为了扩大工作范围，用三极管替代二极管。发射结饱和电流7/27/202121五.乘除法运算电路1.乘法运算乘法运算示意图：乘法器符号：运算关系：等效电路：k是乘积系数常为:0.1V－17/27/202122乘法器的工作象限：当输入uX、uY均可取＋、－值，则

7、称：四象限乘法器也有：单、两象限乘法器2.除法运算7/27/202123该电路正常工作的条件？虚短的条件：运放有负反馈利用瞬时极性法，记X的符号为：XuI1－uI1因此：uI1与uI2反号时，是负反馈。所以：电路可以工作在II、IV象限。作业：7-21、7-22(b)uI1uI27/27/2021247.3有源滤波电路7/27/2021254.2.3仪用放大器在电子测量系统中，需要检测大量的电量或非电量信息，而且检测的电信号又非常的微弱，有的处在强噪声的背景下，属于微弱信号的检测。因此，对前置级

8、获取信号的放大器，提出了如下要求：高输入阻抗、高共模抑制比、低漂移、低噪声、低输出电阻等参数要求。⑴高共模抑制比、高输入电阻测量放大器一、测量放大器7/27/202126同相并联型差分放大器由三运放组成性能优越的测量放大器，A1和A2组成双端输入/双端输出差动放大，由于信号从二个同相端输入，使输入阻抗高达10M以上。第二级又采用差动输入，在运放参数和R3严格对称时，电路具有很高的共模抑制能力和低温漂。7/27/202127在上述条件下，R1的中点可以认为接地。所以有：运算式子表明，该电路可以方便