模电期末复习2-精品文档整理.pdf

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1、AnalogAnalogElectronicsElectronicsRevisionRevisionPartPart II IIGXNU2019.12R2 = R1 / RF平衡电阻由于“虚断”，i+= 0，u+ = 0；由于“虚短”， u- -= u+ = 0“虚地”由 iI = iF，得Fo1IRuuRuu- -= =- - - -IFIofRRuuAu- -= = =反相输入端“虚地”，电路的输入电阻为Rif = R1图图 7.2.11.基本电路(电压并联负反馈)一、反相比例运算电路IIFouRRu-=引入深度电压并联负反馈，电路的输出电阻为R0f =0 很低缺点二、同相比例运算电路*R

2、2 = R1 / RF根据“虚短”和“虚断”的特点，可知i+ = i- -= 0；又 u- -= u+ = uOF11uRRRu+ += =- -所以所以IOF11uuRRR= =+ +所以所以IFIOf1RRuuAu+ += = =得：由于该电路为电压串联负反馈，所以输入电阻很高。IIFo)1 (uRRu+=图图 7.2.2uRif= Ri ( 1+Aod F )三差分比例运算电路11RR = =FFRR = =图图 7.2.4差分比例运算电路差分比例运算电路在理想条件下，由于“虚断”，i+ = i- -= 0IF1FuRRRu + + = =+ +OF11IF1FuRRRuRRRu+ +

3、+ += =- -由于“虚短”， u+ = u- -，所以：IF1FOF11IF1FuRRRuRRRuRRR + + = =+ + + +1FIIOfRRuuuAu- -= = - -= =电压放大倍数差 模 输 入电阻Rif= 2R17.3加减运算电路加减运算电路一、求和运算电路。1.反相求和运算电路F321/RRRRR = = 由于“虚断”，i- -= 0所以：i1 + i2 + i3 = iF又因“虚地”，u- -= 0所以：FO3I32I21I1RuRuRuRu- -= =+ + +)(I33FI22FI11FOuRRuRRuRRu+ + +- -= =当 R1 = R2= R3= R

4、 时，)(I3I2I11FOuuuRRu+ + +- -= =图图 7.3.12同相求和运算电路由于“虚断”，i+ += 0，所以：RuRuuRuuRuu = = - -+ + - -+ + - -+ + + + +3I32I21I1解得：I33I22I11uRRuRRuRRu + + + + = =+ + + + +其中：RRRRR = =+ +/321由于“虚短”，u+ = u- -)(1()1()1(I33I22I111F1F1FOuRRuRRuRRRRuRRuRRu + + + + + += =+ += =+ += =+ + + + +- -图图 7.3.28.2电压比较器电压比较器将

5、一个模拟量输入电压与一个参考电压进行比较，输出只有两种可能的状态：高电平或低电平。比较器中的集成运放一般工作在非线性区；处于开环状态或引入正反馈。分类：过零比较器、单限比较器、滞回比较器及双限比较器。附：理想运放的非线性工作区+UOPPuOu+-u-O-UOPP理想特性集成运放的电压传输特性理想运放工作在非线性区特点：当 u+ u-时，uO = + UOPP当 u+ u-时, uO = - UOPP1. uO的值只有两种可能在非线性区内，(u+- u-)可能很大，即 u+u-。 “虚地”不存在2. 理想运放的输入电流等于零0_=+ii运放工作在非线性区的条件：电路开环工作或引入正反馈！8.2.

6、1过零比较器简单的过零比较器当 uI 0 时，uO = - UOPP；过零比较器的传输特性为：uIuO+UOpp-UOppOUOPP为集成运放的最大输出电压。阈值电压（门限电压）：当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所对应的输入电压。图 8.2.1问题：过零比较器如图所示，输入为正负对称的正弦波时，输出波形是怎样的？vIOT 2 3 4 ttvOVOHOVOL传输特性uIuO+UOpp-UOppO+UZ-UZ将正弦波变为矩形波8.2.2单限比较器单限比较器有一个门限电平，当输入电压等于此门限电平时，输出端的状态立即发生跳变。当输入电压 uI变化，使反相输入端的电位为零时，输出端的状态将

7、发生跳变。uIuO+UOpp-UOppO+UZ-UZREF21URR- -过零比较器是门限电平为零的单限比较器。图 8.2.4如何求门限电平？REF21TURRuUI-=门限电平为：图 8.2.5存在干扰时单限比较器的 uI、uO波形单限比较器的作用：检测输入的模拟信号是否达到某一给定电平。缺点：抗干扰能力差。解决办法：采用具有滞回传输特性的比较器。8.2.3滞回比较器UREF为参考电压；输出电压 uO为 +UZ或-UZ；uI为输入电压。当 u+= u-时，输出电压的状态发生跳变。OF22REFF2FuRRRURRRu+ + + += =+ +比较器有两个不同的门限电平，故传输特性呈滞回形状。

8、+UZuIuO-UZOUT-UT+图 8.2.6滞回比较器若 uO= - UZ，当 uI逐渐减小时，使 uO由 -UZ跳变为+UZ所需的门限电平 UT-ZF22REFF2FTURRRURRRU+ +- -+ += =- -回差(门限宽度)UT：ZF22TTT2URRRUUU+ += =- -= = - -+ +若 uO= +UZ，当 uI逐渐增大时，使 uO由 +UZ跳变为-UZ所需的门限电平 UT+ZF22REFF2FTURRRURRRU+ + + += =+ +作用：产生矩形波、三角波和锯齿波，或用于波形变换。抗干扰能力强。图 8.2.7+UZuIuO-UZOUT-UT+电压比较器分析方法

9、小结（1）由限幅电路确定电压比较器的输出高电平+UZ和输出低电平-UZ。（2）写出u-和u+的电位表达式，令u-=u+，解得输入电压就是阈值电压UT。（3） u0在uI过UT时的跃变方向决定于作用于集成运放的哪个输入端。当uI从反向输入端输入时，uIUT ,u0=U0L。反之，结论相反。9.1.1. 产生正弦波振荡的条件（产生正弦波振荡的条件（自激振荡）自激振荡）fidXXX-=改成正反馈只有正反馈电路才能产生自激振荡。只有正反馈电路才能产生自激振荡。9.1 正弦波振荡电路的分析方法正弦波振荡电路的分析方法+Xif基本放大器A反馈网络FX+doXX由此知放大电路产生自激振荡的条件是：由此知放大

10、电路产生自激振荡的条件是：ifUU= =即：即：iiofUUAFUFU= = = =所以产生正弦波振荡的条件是：所以产生正弦波振荡的条件是：1= =FA1= =FA幅度平衡条件幅度平衡条件2FAargnFA=+=相位平衡条件相位平衡条件是整数n即正反馈即正反馈引入正反馈引入正反馈是构成振荡器的关键。是构成振荡器的关键。9.1.2 9.1.2 正弦波振荡电路的组成及分类正弦波振荡电路的组成及分类组成组成：放大电路：放大电路：集成运放集成运放选频网络：选频网络：确定电路的振荡频率确定电路的振荡频率反馈网络：反馈网络：引入正反馈引入正反馈稳幅环节：稳幅环节：非线性环节，使输出信号幅值稳定非线性环节，

11、使输出信号幅值稳定分类：分类：RC正弦波振荡电路，频率较低，在正弦波振荡电路，频率较低，在1MHz以下。以下。LC正弦波振荡电路，频率较高，在正弦波振荡电路，频率较高，在1MHz以上。以上。石英晶体振荡电路，频率较高，振荡频率非常稳定。石英晶体振荡电路，频率较高，振荡频率非常稳定。9.2RC 正弦波振荡电路正弦波振荡电路(文氏电桥文氏电桥)RC 串并联网络振荡电路（文氏电桥）电路组成：电路组成：放大电路放大电路 集成运放集成运放A ；正反馈网络兼做选频网络正反馈网络兼做选频网络 R、C 串并联电路；串并联电路；稳幅环节稳幅环节 RF 与与 R 组成的负反馈电路。组成的负反馈电路。图图 9.2.

12、3一、振荡频率与起振条件一、振荡频率与起振条件1. 振荡频率振荡频率RCf = =2102. 起振条件起振条件1 FAf = f0 时，时，31= =F由振荡条件知：由振荡条件知：所以起振条件为：所以起振条件为：3 A同相比例运放的电压放大倍数为同相比例运放的电压放大倍数为RRAu + += =Ff1即要求：即要求：RR 2F9.2.2文氏电桥振荡器*9.2.3 其它形式其它形式RC振荡器（振荡器（ RC移相式振荡电路 ）一一. RC移相电路+uofuRRRCCC+uouf+RRRCCC（1 ）RC超前移相电路（2）RC滞后移相电路 Ao +90+180+2700 Ao -90-180-270

13、010.1直流电源的组成图 10.1.1直流电源的组成电网电压电源变压器整流电路滤波电路稳压电路负载整流：将交流变为脉动直流的过程。滤波：将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。电源变压器: 将交流电网电压变为合适的交流电压。 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响，保持输出电压uo的稳定。1.单相整流电路的主要参数主要参数主要参数电路形式电路形式UO（AV）/U2SID（AV）/ IO（AV）URM / U2半波整流半波整流0.45157%100%1.41全波整流全波整流0.9067%50%2.83桥式整流桥式整流0.9067%50%1.41整流电路小结：2.整流电路二极管的选择根据流过二极管

14、电流的平均值和它所承受的最大反向电压来选择二极管的型号，如2CZ12。由四部分组成：基准电压、调整管、取样电路、放大比较环节。1. 串联型稳压电源的构成+DzzUR+AR2UURRf1-+L+oT-+-iU基 准 电 压调 整 管取 样 电 路放 大 比 较 环 节+UOW781522C311CUi1. 基本使用方法+20V+15V注意：输入电压Ui一般应比输出电压端Uo高3V以上。三端固定式集成稳压器的使用C1、C2的作用：防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的瞬态响应。Examples例1. 若希望获得20Hz20kHz的音频信号，应选用（） 滤波电路 。A.低通B高通C带通D带阻例2.

15、下列关于滞回电压比较器的说法，不正确的是（）。A. 构成滞回电压比较器的阈值电压可以是1个，也可以是2个B. 滞回电压比较器一定引入了正反馈C. 滞回电压比较器的输出电压只有正的最大值和负的最大值两种可能D. 构成滞回电压比较器的集成运放工作在非线性区例3. 在整流电路的后面接入电容滤波电路可以（）。A.使输出直流电压UO减小B.使输出直流电压UO提高且使脉动成分减小C. 使输出直流电压UO不变D. 将交流电压变成单向脉动电压例4. 如图所示电路，电容量足够大时，已知变压器副边电压有效值U210V，则输出电压的平均值UO(AV)（）。A. 4.5VB. 9VC. 10VD. 12V例5. 如图

16、所示的集成稳压器电路，其输出电压Uo=（）V。A. 12 B. 18 C. 20 D. 24例：在比较器中，运算放大器工作在区；过零比较器、单限比较器和滞回比较器中，抗干扰能力最好的是。非线性非线性滞回比较器滞回比较器例：有效信号为20Hz至200kHz的音频信号，消 除 其 它 频 率 的 干 扰 及 噪 声 ， 应 选 用滤波电路；抑制频率高于20MHz的噪声，应选用滤波电路。（低通、高通、带通、带阻）带通带通低通低通图二(a)图二(b)例：图二（a）（b）中：图（a）产生正弦波振荡；图（b）产生正弦波振荡。（可能、不可能）可能可能不可能不可能例： 图二（a）（b）中，图（a）产生正弦波振

17、荡；图（b）产生正弦波振荡。（可能、不可能）图二(a)图二(b)可能可能不可能不可能例: 如图二-1所示的整流电路中，已知变压器次级电压的有效值U220V，变压器内阻和二极管的正向电压均可忽略不计，输出电压的平均值UO(AV)V，输出电压的脉动系数S 。180.67例: 如图二-1所示的整流电路中，已知变压器次级电压的有效值U220V，变压器内阻和二极管的正向电压均可忽略不计，若其中有一个二极管虚焊若其中有一个二极管虚焊，输出电压的平均值UO(AV)V，输出电压的脉动系数S 。91.57例题：例题：)(O12fI21fuRRuRRuo+ +- -= =I21fI12fuRRuRR- -= =u

18、O1uOuI1uI2I1I11uuRRuo- -= =- -= =R3RR4uuR2R1Ru12oAAp1p212例题：设运放均为理想运放，试写出如图所示运算电路的输例题：设运放均为理想运放，试写出如图所示运算电路的输入输出关系。入输出关系。1121)1(uRRuO+ += =234134)1(uRRuRRuOO+ + +- -= =23411234)1()1(uRRuRRRR+ + + +- -= =例：电路如图所示，说明其是什么类型的比较器？求出门限电平、并画出传输特性。此电路为单限比较器u-=0，)(VRRRuRRRuI3111111+=+当u-= u+时，门限电平UT=-3VP250, 习题8-11答：（1）对于桥式整流电容滤波电路，由Ua(AV)=1.2U2=18V，有U2= Ua(AV)/ 1.2=18/1.2=15V（2分）（2）稳压电路采用三端集成稳压器组成，电路中三端集成稳压器为W7800系列，输出电压值12V，所以 Uo=12V（2分）（3）桥式整流将变成半波整流。 （2分）