第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理1ppt課件

1、7.1 概述7.2 基本運(yùn)算電路圖7.1.1 電子信息系統(tǒng)的示意圖 運(yùn)算電路是集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用電路，它是集成運(yùn)放的線性應(yīng)用。討論的是模擬信號(hào)的加法、減法積分和微分、對(duì)數(shù)和反對(duì)數(shù)指數(shù)）、以及乘法和除法 運(yùn)算。 為了分析方便，把運(yùn)放視為理想器件： （1開(kāi)環(huán)電壓增益 Aod =（2Ri= ，Rout=0， （3沒(méi)有溫漂_+ + upuNu0IPIN對(duì)于工作在線性區(qū)的理想運(yùn)放應(yīng)滿足：對(duì)于工作在線性區(qū)的理想運(yùn)放應(yīng)滿足： “ “虛短虛短”：即：即U+=U- U+=U- ； “ “虛斷虛斷”：即：即I+=I-=0 I+=I-=0 _+ + upuNu0IPIN)uu(Auoo虛短路虛短路uu（2Ri

2、= ，Rout=0，0iI虛開(kāi)路虛開(kāi)路圖7.1.2 集成運(yùn)放引入負(fù)反饋uiuo+UOM-UOM圖7.1.3 集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)的電壓傳輸特性_+ + upuNu0IPIN返回返回n7.2.5 利用對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)的乘法運(yùn)算和除法運(yùn)算電路 圖7.2.1 反相比例運(yùn)算電路ifouRRuRRfR /)/1 (342142oRRRRRRuIfo)1 (uRRuIouu返回返回7.2.2 加減運(yùn)算電路一、 反相輸入求和電路 二、 同相輸入求和電路 三、 雙端輸入求和電路一、一、 反相輸入求和電路反相輸入求和電路 在在 反相比例運(yùn)算電路的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)輸入支反相比例運(yùn)算電路的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)

3、輸入支路，就構(gòu)成了反相輸入求和電路，見(jiàn)圖。此時(shí)幾個(gè)輸路，就構(gòu)成了反相輸入求和電路，見(jiàn)圖。此時(shí)幾個(gè)輸入信號(hào)電壓產(chǎn)生的電流都流向入信號(hào)電壓產(chǎn)生的電流都流向Rf 。所以輸出是幾個(gè)輸。所以輸出是幾個(gè)輸入信號(hào)的比例和。入信號(hào)的比例和。)()()(i33fi22fi11ff3i32i21i1f3i2ii1ouRRuRRuRRRRuRuRuRiiiu之和。時(shí)，輸出等于輸入反相當(dāng)f321RRRR圖 反相求和運(yùn)算電路)()(i3i2i1i33fi22fi11fouuuuRRuRRuRRu圖7.2.7 反相求和運(yùn)算電路圖7.2.8 利用疊加原理求解運(yùn)算關(guān)系二、二、 同相求和電路同相求和電路 在同相比例運(yùn)算電路的基

4、礎(chǔ)上，增加一個(gè)輸入支路，就構(gòu)成了同相輸入求和電路，如下圖。 因運(yùn)放具有虛斷的特性，因運(yùn)放具有虛斷的特性，對(duì)運(yùn)放同相輸入端的電位可對(duì)運(yùn)放同相輸入端的電位可用疊加原理求得用疊加原理求得:3214iiii4321p/RRRRR 其中)(3i32i21i1ppRuRuRuRu3pi32pi21pi14pRuuRuuRuuRuIfo)1(uRRu)(3i32i21i1foRuRuRuRu三、三、 加減運(yùn)算電路加減運(yùn)算電路 雙端輸入也稱差動(dòng)輸入，雙端輸入求和運(yùn)算電路如圖雙端輸入也稱差動(dòng)輸入，雙端輸入求和運(yùn)算電路如圖所示。其輸出電壓表達(dá)式的推導(dǎo)方法與同相輸入運(yùn)算電路所示。其輸出電壓表達(dá)式的推導(dǎo)方法與同相輸入

5、運(yùn)算電路相似。相似。當(dāng)vi3=0和vi4 =0時(shí), 輸出 電壓uo1。當(dāng)vi1=0和vi2 =0時(shí)，輸出 電壓uo2。先求o1 u)(2i21i1fo1RuRuRu反相求和運(yùn)算電路再求o2 u)(/4i43i3fo154321RuRuRuRRRRRRf條件：同相求和運(yùn)算電路)(2i21i14i43i3fo2o1oRuRuRuRuRuuu)( i1i2fovvRRv例題：例題：Uo10uI15uI24uI3)(3i32i21i1foRuRuRuRu7.2.3 積分和微分運(yùn)算電路積分和微分運(yùn)算電路一一. . 積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路二二. . 微分運(yùn)算電路微分運(yùn)算電路一、積分運(yùn)算電路一、積分運(yùn)算電

6、路 積分運(yùn)算電路的分析方法與求和電路差不多，反積分運(yùn)算電路的分析方法與求和電路差不多，反相積分運(yùn)算電路如圖所示。相積分運(yùn)算電路如圖所示。，于是根據(jù)虛地有Rvii tvRCtiCvvd1d1iCCOtuCtqidddd 為防止低頻信號(hào)增益過(guò)大,常 在電容上并聯(lián)一個(gè)電阻加以限制.積分運(yùn)算電路在不同輸入情況下的波形(a)輸入為階躍信號(hào)(b)輸入為方波輸入為正弦波二、微分運(yùn)算電路二、微分運(yùn)算電路1.1.基本微分電路基本微分電路 tvRCtvRCRiRivdd dd ICCRO顯然圖7.2.19 實(shí)用微分運(yùn)算電路圖7.2.20 微分電路輸入、 輸出波形分析圖7.2.21 逆函數(shù)型微分運(yùn)算電路7.2.47.2.4對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路對(duì)數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路一、對(duì)數(shù)運(yùn)算電路一、對(duì)數(shù)運(yùn)算電路二、指數(shù)運(yùn)算電路二、指數(shù)運(yùn)算電路一、對(duì)數(shù)運(yùn)算電路一、對(duì)數(shù)運(yùn)算電路對(duì)數(shù)運(yùn)算電路見(jiàn)圖。由圖可知對(duì)數(shù)運(yùn)算電路見(jiàn)圖。由圖可知 DOuuDRii TD/SDeuuIiSITSDTOlnlnRIuUIiUu1.采用二極管的對(duì)數(shù)運(yùn)算電路采用二極管的對(duì)數(shù)運(yùn)算電路SITSDTOlnlnRIuUIiUu圖7.2.26 集成對(duì)數(shù)運(yùn)算電路二、指