电子科大模电李朝海课件.ppt

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1、第七章信号的运算和处理§7.1集成运放组成的运算电路（重点）Aod、rid、fH均为无穷大，ro、失调电压及其温漂、失调电流及其温漂、噪声均为0。因为uO为有限值，Aod＝∞，所以uN－uP＝0，即uN＝uP…………虚短路因为rid＝∞，所以iN＝iP＝0………虚断路电路特征：引入电压负反馈。无源网络2.集成运放的线性工作区:uO＝Aod(uP－uN)1.理想运放的参数特点§7.1集成运放组成的运算电路一、概述3.研究的问题（1）运算电路：运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果，如加、减、乘、除、乘方、开方、积分、微分、对数、指数等。（2）描述方

2、法：运算关系式uO＝f(uI)（3）分析方法：“虚短”和“虚断”是基本出发点。（1）识别电路；（2）掌握输出电压和输入电压运算关系式的求解方法。4、学习运算电路的基本要求§7.1集成运放组成的运算电路一、概述电路引入了哪种组态的负反馈？+_iN=iP=0，uN=uP=0－－虚地在节点N：1.反相比例运算电路§7.1集成运放组成的运算电路二、比例运算电路输入输出电阻：电压并联负反馈补偿电阻R'保证输入级差分电路的对称性1.反相比例运算电路§7.1集成运放组成的运算电路二、比例运算电路补偿电阻R'的选择：应使运放两个输入端对地的直流电阻相等，即：保证ui

3、=0时，uo=0使实际运放偏置电流在两个输入端产生的电压相同，从而可消除偏置电流及其温漂的差模输出。ui=0uo=0故：补偿电阻Rf太大，噪声大。如何利用相对小的电阻获得－100的比例系数？若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，Rf＝？R'＝？T形反馈网络反相比例运算电路利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数。§7.1集成运放组成的运算电路二、比例运算电路电路引入了哪种组态的负反馈？输入、输出电阻为多少？电阻R'＝？共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什么？2、同相比例运算电路§7.1集成运放组成的运算电路二、比例运算电路电压串联负

4、反馈输入电阻：∞；输出电阻为0R'=R//Rf会，有共模输出§7.1集成运放组成的运算电路二、比例运算电路故有很好的隔离作用R1u+Rfuo可以推广到：同相输入比例运算电路的特例3、电压跟随器方法一：节点电流法1.反相求和§7.1集成运放组成的运算电路三、加减运算电路1.反相求和方法二：利用叠加原理首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压，然后将所有结果相加，即得到所有输入信号同时作用时的输出电压。三、加减运算电路2.同相求和运算电路例：结论：此种电路形式，在满足Rp=Rn条件下有：三、加减运算电路满足Rp=Rn条件，即：2.同相求和运算电路三、加减

5、运算电路此种电路形式，在满足Rp=Rn条件下有：设R1∥R2∥R3∥R4＝R∥Rf利用叠加原理求解：令uI2=uI3=0，求uI1单独作用时的输出电压在求解运算电路时，应选择合适的方法，使运算结果简单明了，易于计算。同理可得，uI2、uI3单独作用时的uO2、uO3，形式与uO1相同，uO=uO1+uO2+uO3。2.同相求和运算电路三、加减运算电路必不可少吗？2.同相求和运算电路设R1∥R2∥R3∥R4＝R∥Rf如果R1∥R2∥R3＝R∥Rf，则可以省去R4三、加减运算电路3.加减运算设R1∥R2∥Rf＝R3∥R4∥R5若R1∥R2∥Rf≠R3∥R

6、4∥R5，uO＝?实现了差分放大电路§7.1集成运放组成的运算电路仪表放大器（教材P380的图7.4.1）三、加减运算电路用理想运放分析方法导出输出与输入的关系式，并说明电路的功能。R2R1u1u2R1uoRfRRfR仪表放大器（教材P380的图7.4.1）Rgu1u2uoR3R2R3R2R1R1例：已知R3=2R2，要求差模电压增益在5-500之间可调，求电阻Rg的变化范围（用电阻R1表示）;三、加减运算电路（1）组成哪种基本运算电路？与用一个运放组成的完成同样运算的电路的主要区别是什么？（2）为什么在求解第一级电路的运算关系时可以不考虑第二级电路

7、对它的影响？讨论：电路如图所示三、加减运算电路讨论：求解图示电路所以讨论：求解图示电路则例：故障分析：电路如图所示。已知理想运放，其输出电压的最大幅值为±14V；输入电压为ui=1V。填空：正常工作时uo1=V，uo2=V，uo=V；若R1短路，则uo=V；若R1开路，则uo=V；若R4短路，则uo=V；若R4开路，则uo=V。112822-1121125四、积分运算电路和微分运算电路1.积分运算电路积分、微分运算利用电容的VCR特性：移相利用积分运算的基本关系实现不同的功能1)输入为阶跃信号时的输出电压波形？2)输入为方波时的输出电压波形？3)输入

8、为正弦波时的输出电压波形？线性积分，延时波形变换四、积分运算电路和微分运算电路为了克服集成运放的阻塞现象和自