清华大学：《模拟电子技术基础》课程教学资源（华成英第四版PPT课件讲稿）第七章 信号的运算和处理

1 门 第七章信号的运算和处理

华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 第七章 信号的运算和处理

第七章信号的运算和处理 §71集成运放组成的运算电路 §7.2模拟乘法器及其在运算电路中的应用 §7.3有源滤波电路 华成英nchar@tsinghua.edu.cn

华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 第七章 信号的运算和处理 §7.1 集成运放组成的运算电路 §7.2 模拟乘法器及其在运算电路中的应用 §7.3 有源滤波电路

电子信息系统 第七章 第八章 信号的产生 A/D转换 第九章 传感器 隔离、滤 运算转 接收器 波、放大 换、比较 功放」曰→执行机构 ====== 信号的 信号的 信号的 信号的驱 提取 预处理 加工 动与执行 电子信息系统 的供电电源 AD转换|计算机或其 它数字系统 D/A转换 第十章 华成英nchar@tsinghua.edu.cn

华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 电子信息系统 信号的 提取 信号的 预处理 信号的 加工 信号的驱 动与执行 A/D转换 计算机或其 它数字系统 D/A转换 信号的 提取 信号的 预处理 信号的 加工 信号的驱 动与执行 A/D转换 计算机或其 它数字系统 D/A转换 传感器 接收器 隔离、滤 波、放大 运算、转 换、比较 功放 执行机构 第七章 第八章 第九章 信号的产生 A/D转换 电子信息系统 的供电电源 第十章

§7.′集成运放组成的运算电路 、概述 比例运算电路 加减运算电路 四、积分运算电路和微分运算电路 五、对数运算电路和指数运算电路 华成英nchar@tsinghua.edu.cn

华成英 hchya@tsinghua.edu.cn §7.1 集成运放组成的运算电路 一、概述 二、比例运算电路 三、加减运算电路 四、积分运算电路和微分运算电路 五、对数运算电路和指数运算电路

梳述 1.理想运放的参数特点 ods i、f均为无穷大,r、失调电压及其温漂、失 调电流及其温漂、噪声均为0。 2集成运放的线性工作区:uo=A(up-lN) 电路特征:引入电压负反馈。 无源网络 因为o为有限值,Aad=∞, 反馈网络 所以N-up=0,即 L P 虚短路 因为rn=∞,所以 A 0 虚断路 华成英nchar@tsinghua.edu.cn

华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 一、概述 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

3.研宠的问數 (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)描述方法:运算关系式uo=∫(x (3)分析方法:“虚短”和“虚断”是基本出发点。 学习运算电路的基本要求 (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。 华成英nchar@tsinghua.edu.cn

华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 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

二、比例运算电路 1.反相输入 Re ip i→=0, +0 儿N= 0—一虚地 R 在节点N:=i R iRo R 1)电路引入了哪种组态的负反馈? 2)电路的输入电阻为多少? 保证输入级的对称性 3)R=?为什么?R=R∥R1 4)若要R;=100k2,比例系数为-100,R1=?Rr=? R太大,噪声大。如何利用相对小 的电阻获得-100的比例系数? 华成英chya@tsinghua.edu.cn

华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 二、比例运算电路 1) 电路引入了哪种组态的负反馈？ 2) 电路的输入电阻为多少？ 3) R’＝？为什么？ Rf太大，噪声大。如何利用相对小 的电阻获得－100的比例系数？ + _ iN =iP=0， uN =uP=0－－虚地 在节点N： R u i i R I F = = I f O F f u R R u = −i R = −  1. 反相输入 R’=R∥Rf 4) 若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，R1＝？ Rf＝？ 保证输入级的对称性

T形反馈网络反相比例运算电路 利用R中有较大电流来获得较大数值的比例系数。 R 12 R R1 R1 R M-(2+i3)R4l R 3 R+ r R∥R R R3 若要求R=100kg2,则R1=? 若比例系数为-100,R2=R4=100k2,则R3=? 华成英nchar@tsinghua.edu.cn

华成英 hchya@tsinghua.edu.cn T 形反馈网络反相比例运算电路 I 1 2 M u R R u = −  I 3 2 4 1 2 4 O (1 ) u R R R R R R u +  + = − ∥ 若比例系数为 ， ，则 ？ 若要求 ，则 ？ − = =  = =  = 2 4 3 i 1 100 100k 100k R R R R R 利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数。 O M 2 3 4 u = u −(i +i )R 1 I 2 1 R u i = i = 3 M 3 R u i = −

2.同相输入 Re R 1"R u R o=(1+-) R 1)电路引入了哪种组态的负反馈? 2)输入电阻为多少? 3)电阻R”=?为什么? 4)共模抑制比Kcw≠时会影响运算精度吗?为什么? 运算关系的分析方法:节点电流法 华成英nchar@tsinghua.edu.cn

华成英 hchya@tsinghua.edu.cn I f O N f O N P I (1 ) (1 ) u R R u u R R u u u u = +  = +  = = 运算关系的分析方法：节点电流法 2. 同相输入 1) 电路引入了哪种组态的负反馈？ 2) 输入电阻为多少？ 3) 电阻R’＝？为什么？ 4) 共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什么？

同相输入比例运算电路的特例:电压跟随器 1)F=? 2)R=?R0=? 3)l=? 华成英nchar@tsinghua.edu.cn

华成英 hchya@tsinghua.edu.cn uO = uN = uP = uI 同相输入比例运算电路的特例：电压跟随器 3) ? 2) ? ? 1) ? Ic i o = = = = u R R F