清华大学：《模拟电子技术基础》课程教学资源（PPT电子教案）第21讲 信号的运算

化 第二十一讲信号的运算

第二十一讲 信号的运算

③第大 第二十一讲傖号的运算 概述 二、比例运算电路 、加减运算电路 四、积分运算电路和微分远算电路 五、对数沄算电路和指数沄弇电路 六、模拟乘法器及其在运算电路中的应用

第二十一讲 信号的运算 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 六、模拟乘法器及其在运算电路中的应用

概迷 电子系统简介 信号的 信号的 信号的 信号的 提取 (预)处理 加工 执行 传感器 隔离、滤波 接收器 放大y阻抗 运算、转功率放大 变换 换、比较A/D转换 第七章 第八章 第九章 信号的产生 电子信息系统的供电电源 第十章

一、概述 1. 电子系统简介 传感器 接收器 隔离、滤波 放大、阻抗 变换 运算、转 换、比较 功率放大 A/D转换 第七章 第八章 第九章 信号的产生 电子信息系统的供电电源 第十章

2.理想运放的参数特点 Ao、F、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。 3.集成运放的线性工作区 电路特征:引入电压负反馈。 无源网络 因为uo为有限值,A0d=∞, 反馈网络 所以-u=0,即 ANup 虚短路 因为rd=∞,所以 iN=ip=0.断路

2. 理想运放的参数特点 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 3. 集成运放的线性工作区 uO＝Aod(uP－ uN)

研究的问题 (1)什么是运算电路: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=∫(u (3)分析方法:“虚短”和“虚断”是基本出发点。 5、学习运算电路的基本要求 (1)识别电路。 (2)求解运算关系式

4. 研究的问题 （1）什么是运算电路：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）求解运算关系式。 5、学习运算电路的基本要求

二、比例运算电路 1.反相输入 N=up=0-一虚地 在节点N:=i R R R ioRe 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? 3)R=?为什么? 4)若要R=100k,比例系数为-100,R1=?R=? R大大,噪声大。如何利用相对小 的电阻获得一100的比例系数?

二、比例运算电路 1. 反相输入 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？ 4) 若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，R1＝？ Rf＝？ 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 = − 

T彩反馈劂络反相比例运犷电路 利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数。 R2 R2 M =uM-(i2+irA I2 R R1 R R3 AR r+ r R,∥R (1+ R R 若要求R=100k92,则R1=? 若比例系数为-100,R2=R4=100k92,则R3=?

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 o=(1+) R R =(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

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=?

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

、加撖运犷电路 1.反相求和 方法一:节点电流法 R 0 RI ipa tlR3 並2+ R:=R1∥R2R∥R R R2 R3 iR=rG+ R R2 R

三、加减运算电路 1. 反相求和 3 I3 2 I2 1 I1 F 1 2 3 N P 0 R u R u R u i i i i u u R R R = + + = + + = = ( ) 3 I3 2 I2 1 I1 O F f f R u R u R u u = −i R = −R + + 方法一：节点电流法