清华模电数电课件第18讲信号的运算.ppt

第十八讲信号的运算 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 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 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 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 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 电路引入了哪种组态的负反馈 电路的输入电阻为多少 3 R 为什么 4 若要Ri 100k 比例系数为 100 R 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 T形反馈网络反相比例运算电路 利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数 运算关系的分析方法 节点电流法 2 同相输入 同相输入比例运算电路的特例 电压跟随器 讨论一 电路如图所示 已知uO 55uI 参数如图所示 试求出R5的值 并说明若uI与地接反 则输出电压与输入电压的关系将产生什么变化 三 加减运算电路1 反相求和 方法一 节点电流法 1 反相求和 方法二 利用叠加原理首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压 然后将所有结果相加 即得到所有输入信号同时作用时的输出电压 2 同相求和设R1 R2 R3 R4 R Rf 利用叠加原理求解 令uI2 uI3 0 求uI1单独作用时的输出电压 在求解运算电路时 应选择合适的方法 使运算结果简单明了 易于计算 同理可得 uI2 uI3单独作用时的uO2 uO3 形式与uO1相同 uO uO1 uO2 uO3 物理意义清楚 计算麻烦 2 同相求和设R1 R2 R3 R4 R Rf 与反相求和运算电路的结果差一负号 必不可少吗 3 加减运算利用求和运算电路的分析结果 设R1 R2 Rf R3 R4 R5 实现了差分放大电路 讨论二 设计一个运算电路 要求输出电压和输入电压的运算关系式为uO 10uI1 5uI2 4uI3 四 积分运算电路和微分运算电路1 积分运算电路 移相 利用积分运算的基本关系实现不同的功能 1 输入为阶跃信号时的输出电压波形 2 输入为方波时的输出电压波形 3 输入为正弦波时的输出电压波形 线性积分 波形变换 2 微分运算电路