模拟电子技术4.1基本运算电路ppt课件.ppt

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1、篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第第4章章 模拟信号运算与处理电路模拟信号运算与处理电路4.1 基本运算电路基本运算电路4.2 有源滤波器有源滤波器4.3 电压比较器电压比较器4.4 模拟乘法器模拟乘法器篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的

2、系统4.1 基本运算电路基本运算电路 集成运算放大器与外部电阻、电容、半导体器件集成运算放大器与外部电阻、电容、半导体器件等构成闭环电路后，能对各种模拟信号进行比例、加等构成闭环电路后，能对各种模拟信号进行比例、加法、减法、微分、积分、对数、反对数、乘法和除法法、减法、微分、积分、对数、反对数、乘法和除法等运算。等运算。运算放大器工作在线性区时，通常要引入深度负运算放大器工作在线性区时，通常要引入深度负反馈。所以，它的输出电压和输入电压的关系基本决反馈。所以，它的输出电压和输入电压的关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构和参数，而与运算放定于反馈电路和输入电路的结构和参数，而与运算放大器本身的

3、参数关系不大。改变输入电路和反馈电路大器本身的参数关系不大。改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以实现不同的运算。的结构形式，就可以实现不同的运算。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4.1.1 比例运算电路比例运算电路1.反相比例运算电路反相比例运算电路（1）电路组成）电路组成 以后如不加说明，输入、输出以后如不加说明，输入、输出的另一端均为地的另一端均为地()。（2）电压放大倍数）电压放大倍数因因虚断，虚断，i

4、+=i=0，ifi1ii+uoRFuiR2R1+所以所以 i1 if 因要求静态时因要求静态时u+、u 对地电阻相对地电阻相同，同，所以所以平衡电阻平衡电阻 R2=R1/RF运算放大器在线性应用运算放大器在线性应用时同时存在虚短和虚断时同时存在虚短和虚断篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统为使两输入端对地直流电阻相等：为使两输入端对地直流电阻相等：R2=R1/R f平衡电阻平衡电阻（3）电路特点）电路特点1.为深度电

5、压并联负反馈，为深度电压并联负反馈，Auf=Rf /R 12.输入电阻较小输入电阻较小RifR ifR if =R13.uIC=0，对，对 KCMR 的要求低的要求低u+=u =0虚地虚地篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(4)T形网络反相比例运算电路形网络反相比例运算电路根据根据“虚地虚地”的概念，有的概念，有 T形网络等效为一个反馈电阻形网络等效为一个反馈电阻此时同相输入端的补偿电阻此时同相输入端的补偿电阻 篮

6、球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 结论：结论：Auf为负值，即为负值，即 uo与与 ui 极性相反。极性相反。因为因为 ui 加加 在反相输入端。在反相输入端。Auf 只与外部电阻只与外部电阻 R1、RF 有关，与运放本有关，与运放本 身参数无关。身参数无关。|Auf|可大于可大于 1，也可等于，也可等于 1 或小于或小于 1。因因u=u+=0，所以所以反相输入端反相输入端“虚地虚地”。篮球比赛是根据运动队在规定的

7、比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.同相比例运算同相比例运算因因虚断虚断（1）电路组成）电路组成（2）电压放大倍数）电压放大倍数uoRFuiR2R1+因因虚短，虚短，所以所以u+=u=ui 因要求静态时因要求静态时u+、u 对地对地电阻相同，电阻相同，所以所以平衡电阻平衡电阻R2=R1/RFu+uui=u+篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的

8、比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 当当 R1=且且 RF=0 时时 uo=ui，两者，两者幅值相等，相位相同幅值相等，相位相同，二者之间是一，二者之间是一种跟随关系，称种跟随关系，称电压跟随器电压跟随器。Auf=1uoRFuiR2R1+uoui+篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 结论：结论：A Au uf f 为正值，即为正值，即为正值，即为正值，即u uo o与与

9、与与u ui i 极性相同。极性相同。极性相同。极性相同。因为因为因为因为 u ui i 加在同相加在同相加在同相加在同相输入端。输入端。输入端。输入端。A Au uf f只与外部电阻只与外部电阻只与外部电阻只与外部电阻 R R1 1、R RF F 有关，与运放本身参数无关。有关，与运放本身参数无关。有关，与运放本身参数无关。有关，与运放本身参数无关。A Au uf f 1 1，不能小于，不能小于，不能小于，不能小于 1 1。u u =u=u+0 0，反相输入端不存在，反相输入端不存在，反相输入端不存在，反相输入端不存在“虚地虚地虚地虚地”现象。现象。现象。现象。由运放构成的电压跟随器由运放构

10、成的电压跟随器输入电阻高、输出输入电阻高、输出电阻低，电阻低，其跟随性能比射极输出器更好。其跟随性能比射极输出器更好。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统同相比例运算同相比例运算电路电路uoRFuiR2R1+u+uuoRFuiR2R1+R3u+uu+uuoui+uo=ui 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里

11、得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统+0.1Vuo15RR2+Ruo5RR2+R+A1A2例1：设集成运算放大器为理想的，试写出图示电路的输出电压uo1、uo2和和uo的值。uo2篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统例2：设集成运算放大器为理想的，试写出图示电路的输出电压uo1、uo2和uo的值。uo+uo2+uo1ui=0.3V+A1+A2A3篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里

12、得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4.1.2 加法运算电路加法运算电路 1.反相加法运算电路反相加法运算电路因因虚短虚短,u=u+=0 平衡电阻：平衡电阻：Rp=R1/R2/RFi2i1ifui2uoRFui1R2R1+Rp因因虚断虚断，i=0 所以所以 i1+i2=if 若若 RF=R1=R2 则则 uO=(ui1+ui2)i篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动

13、队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统还可用叠加原理求解：还可用叠加原理求解：让让ui1、ui2分别单独作用在电路上。分别单独作用在电路上。让ui1单独作用在电路上。此电路是反相比例电路：同理可得：同理可得：i2i1ifui2uoRFui1R2R1+Rp14篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统ui2uoRFui1R3R2+R1根据叠加原理根据叠加原理ui1单独作用单

14、独作用(ui20)时时同理，同理，ui2单独作用时单独作用时2.同相加法运算电路同相加法运算电路 平衡电阻：平衡电阻：R1/R2=R/RFu+=?思考思考篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1.输入电阻低；输入电阻低；输入电阻低；输入电阻低；2.2.共模电压低；共模电压低；共模电压低；共模电压低；3.3.当改变某一路输入电阻时，当改变某一路输入电阻时，当改变某一路输入电阻时，当改变某一路输入电阻时，对其它路无影响

15、；对其它路无影响；对其它路无影响；对其它路无影响；同相加法运算电路的特点：同相加法运算电路的特点：1.1.输入电阻高；输入电阻高；输入电阻高；输入电阻高；2.2.共模电压高；共模电压高；共模电压高；共模电压高；3.3.当改变某一路输入电阻时，当改变某一路输入电阻时，当改变某一路输入电阻时，当改变某一路输入电阻时，对其它路有影响；对其它路有影响；对其它路有影响；对其它路有影响；反相加法运算电路的特点：反相加法运算电路的特点：ui2uoRFui1Ri2Ri1+R1ui2uoRFui1Ri2Ri1+R2篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分

16、类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4.1.3 减法运算电路（差动比例运算电路）减法运算电路（差动比例运算电路）ui2uoRFui1R3R2+R1R2/R3=R1/RF由虚短可得：由虚短可得：u+=u 因因虚断，虚断，i+=i=0 如果取如果取 R1=R2，R3=RF 如果取如果取 R1=R2=R3=RF 输出与两个输入信号的差值成正比。输出与两个输入信号的差值成正比。i1if篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比

17、赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统利用叠加原理利用叠加原理 减法运算电路可看作是反相比例运算电路与同相比减法运算电路可看作是反相比例运算电路与同相比减法运算电路可看作是反相比例运算电路与同相比减法运算电路可看作是反相比例运算电路与同相比例运算电路的叠加。例运算电路的叠加。例运算电路的叠加。例运算电路的叠加。u+ui2uoRFui1R3R2+R1ui1单独作用单独作用(ui20)时，时，ui2单独作用时，单独作用时，篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比

18、赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 例例3：已知已知ui10.5V，ui2 2V，ui31V,运算放大器构成何电运算放大器构成何电路，求路，求uo、R3。解解:A1为反向加法运算电路为反向加法运算电路,A2为差动比例运算电路。为差动比例运算电路。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统例例4：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系

19、统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统例例5：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 差分运算电路的设计差分运算电路的设计条件：条件：Rf=10 k 要求：要求：uo=uI1 2uI2R1=5 k R2=2R3R2/R3=R1/Rf=5/10R2=10 k R3=5 k 例例6：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决

20、定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统设计一个运算电路，满足 解解:用单运放构成运算电路，UI1作用在同相输入端,UI2、UI3作用在反相输入端。例例7：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统取Rf=100K，与运算关系对比可知：R1=10K，R2=20K，R3=25K篮球比赛是根据运动队在规

21、定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4.1.4 积分运算电路积分运算电路 由虚短及虚断性质可得由虚短及虚断性质可得 i1=ifif=?ifi1uoCuiR1R+uC+积分时间常数积分时间常数：=RC篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统0uotui0t当当 t t0 时时,ui=0,uo=0；uit0t1波形变换波形变换当当t0 UT时时 用三极管代替二极管可获用三极管代替二极管可获得较大的工作范围。得较大的工作范围。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统u指数电路指数电路+-ABE