第七章信号的运算与处理7.1-7.2

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,低频电子线路多媒体课件,电子信息研究室,第七章 信号的运算和处理,7.1 概述,集成运放的组成,7.1.2 理想运放的两个工作区,理想运放：,将性能指标理想化的集成运放,理想运放的两个工作区,线性区,非线性区,一、理想运放的性能指标,1.开环差模增益,A,od,=；,2.差模输入电阻,R,id,=；,3.输出电阻,R,O,=0；,4.共模抑制比,K,CMR,=；,5.上限截止频率,f,H,=；,6.失调电压,U,OI,、失调电流,I,OI,和温漂均为零且无任何内部噪声。,二、理想运放在线性工作区,1.理想运放在线性工作区的特点,（1）“虚短”特点：,u,P,=,u,N,=0,（2）“虚断”特点：,i,P,=,i,N,=0,2.集成运放工作在线性区的电路特征,必须要在电路中引入深度负反馈,扩大线性运用范围,三、理想运放在非线性工作区,电路特征：,传输特性如图所示,特点,输出电压,u,o,=,U,OM,只具有“虚断”特点不具有“虚短”特点。,运放处于,开环或引入正反馈,状态,7.2 基本运算电路,输入电压和输出电压均对“地”而言,7.2.1 比例运算电路,一、反相比例运算电路,1.基本电路,（1）电路特点,反馈组态,电压并联负反馈,补偿电阻（静态平衡电阻）,实现0入0出,（2）,u,o,与,u,I,的关系,根据“虚短”和“虚断”特点可知,u,P,=,u,N,=0,i,P,=,i,N,=0,N点和P点为虚地,对于节点，由KCL得,i,R,=,i,F,即,（u,O,与,u,I,反相）,（3）输出电阻,R,Of,1,AF,带载后运算关系不变,（4）输入电阻,R,if,二、同相比例运算电路,1.基本电路,（1）电路特点,反馈组态,电压串联负反馈,（2）,u,o,与,u,I,的关系,根据“虚短”和“虚断”特点可知,u,P,=,u,N,=,u,I,对于节点N，由KCL得,i,R,=,i,F,即,（,u,O,与,u,I,同相）,（3）输出电阻,R,Of,（4）输入电阻,R,if,三、电压跟随器,说明,对于引入电压负反馈的理想运放，输出可视为恒压源，带载后其运算关系不变。,【例7.2.2】,电路如图所示，若,u,O,=-55,u,I,，其余参数如图中所标注。试求出,R,5,之值。,【解】,电路中A,1,构成同相比例运算电路，A,2,构成反相比例运算电路,其中,R,5,500k,7.2.2 加减运算电路,一、求和运算电路,1.反相求和运算电路,根据“虚短”规则，有,u,N,=,u,P,=0,根据“虚断”规则和KCL得,说明,也可用叠加原理求,u,O,和,u,I,的关系。,即,2.同相求和电路,在同相比例运算电路中，有,对于节点P，根据“虚断”和KCL得,其中：,R,p,=,R,1,R,2,R,3,R,4,将（2）式代入（1）式得,R,N,=,R,/,R,f,若,R,N,=,R,P,，则,使用条件：,静态平衡,(,R,P,=,R,N,),说明,若,R,/,R,f,=,R,1,/,R,2,/,R,3,，则,R,4,可省去；,也可用叠加原理进行分析和计算，但麻烦。,二、加减运算电路,可用叠加原理求,若只有,u,I1,、,u,I2,作用，则电路如图（a）所示,则,若只有,u,I1,、,u,I2,作用，则电路如图（b）所示,则当,R,1,/,R,2,/,R,f,=,R,3,/,R,4,/,R,5,时，有,由叠加原理得,若电路只有两个输入，且参数对称如图所示,【例7.2.3】,设计一个运算电路。要求,u,O,=10,u,I1,-5,u,I2,-4,u,I3,【解】,电路如图所示,若,R,3,/,R,2,/,R,f,=,R,1,/,R,4,，则,选,R,f,=100k,由,R,f,/,R,1,=10,R,1,=10k；,由,R,f,/,R,2,=5,R,2,=20k；,由,R,f,/,R,3,=4,R,3,=25k；,故可省去,R,4,。所设计的电路如图所示,小结,作业,P,379,7.8（a）P,381,7.13 (b)(c),