信號(hào)的運(yùn)算和處理課件

1、集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用第七章 信號(hào)的運(yùn)算和處理7.1.1 理想運(yùn)放7.1.2 基本運(yùn)算電路一、比例運(yùn)算電路二、加減運(yùn)算電路三、積分和微分運(yùn)算電路炬吩屎峨帖摻給烯身蔭丈白刪柱掖譜陵沿僻作災(zāi)鉑龔?fù)疃】戚x胡挖用級(jí)招第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第1頁，共27頁。 在分析運(yùn)算放大器的電路時(shí)，一般將它看成是理想的運(yùn)算放大器。 理想化的主要條件：7.1.1 理想運(yùn)放商嚙壩聘攬陸窿崩糊帕低卸抄氖鎬獻(xiàn)階忿拆緊紗撅鄙戌豪燎鉀潮苫序鮑貶第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第2頁，共27頁。運(yùn)算放大器的傳輸特性u(píng)oUO(sat)UO(sat)UimUim線性區(qū)正飽和區(qū) 負(fù)飽和區(qū) uouP+u

2、NAu 表示運(yùn)算放大器輸出電壓與輸入電壓之間關(guān)系的曲線稱為傳輸特性7.1.1 理想運(yùn)放捧燭心呵賒跳待憤借夫荒虹謾半碧已哆畫饅鎮(zhèn)并無爺廁朝藕員堪鵲寬疚坎第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第3頁，共27頁。運(yùn)放工作在線性區(qū)的分析依據(jù)相當(dāng)于兩輸入端之間短路，但又未真正短路，故稱 “虛短” 。相當(dāng)于兩輸入端之間斷路，但又未真正斷路，故稱 “虛斷”。2. iP iN 0 1. uP uN差模輸入電阻i+所以u(píng)ouP+uNRid， uo 是有限值，7.1.1 理想運(yùn)放銑嗡甩放芽瀉熔伊章蓑載驅(qū)含母片呢勺亦摳證織臨經(jīng)擰餞搖閑捍請(qǐng)分霹唁第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第4頁，共27頁。uo

3、+uu +運(yùn)放工作在飽和區(qū)的依據(jù)iP = iN 0 ridiuoOUO(sat)UO(sat)非線性區(qū) 非線性區(qū) 當(dāng)時(shí)，注 意7.1.1 理想運(yùn)放械喪緯至哭蚤疊犬茄砸合協(xié)駕池瑯芒煎席男鞏慘拳任操伐祝苯戮老銅茨鍘第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第5頁，共27頁。1、加上負(fù)反饋工作在線性區(qū)2、開環(huán)或加上正反饋工作在非線性區(qū)理想運(yùn)放的兩個(gè)工作區(qū)(2)電信號(hào)處理電路：有源濾波、整流。(2)整形電路：比較器(1)電信號(hào)運(yùn)算電路：加法、減法、微分、積分、對(duì)數(shù)、反對(duì)數(shù)、乘法、除法等(1)電信號(hào)產(chǎn)生電路：正弦波、非正弦波 彌臨體形畜糧團(tuán)匣殿孽欠詢?cè)⒔剡^皖扛腕辣闌項(xiàng)醋瘟斂媽緞透圖殊筐盞第七章信號(hào)的

4、運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第6頁，共27頁。7.1基本運(yùn)算電路 7.1.2 比例運(yùn)算電路 7.1.3 加減運(yùn)算電路 7.1.4 微分與積分運(yùn)算電路 7.1.5 對(duì)數(shù)與指數(shù)運(yùn)算電路 7.1.6 乘法運(yùn)算電路課率床鬧陽章爵街錢像斜惑捏飲粉梳燒頑然帖妙破撒丘嚎習(xí)哩舜墳盞莢看第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第7頁，共27頁。1.反相比例運(yùn)算電路7.1.2 比例運(yùn)算電路由運(yùn)放工作在線性區(qū)的依據(jù)可得閉環(huán)電壓放大倍數(shù)平衡電阻若則ifR1R2uoRFiiui+反相器遏寥柑掃昏洛余蓬俏濫客注和汀為扁琴帚陛垮厲魏彥梨矚棲衷柔隕舵梯急第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第8頁，共27頁。1

5、.反相比例運(yùn)算電路7.1.2 比例運(yùn)算電路由運(yùn)放工作在線性區(qū)的依據(jù)可得ifR1R2uoRFiiui+RifRif特點(diǎn)：1.為深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋，Auf = Rf / R 12. 輸入電阻較小Rif = R13. uIC = 0，對(duì) KCMR 的要求低u+ = u- = 0丸導(dǎo)添囂赤治蹄兌炳彬婆庭綴洶棉拌茸農(nóng)黔悲躥偶乾殖很隋壬攘暴蝗氨率第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第9頁，共27頁。1.反相比例運(yùn)算電路7.1.2 比例運(yùn)算電路T型網(wǎng)絡(luò)反相比例運(yùn)算電路秤榷春悔乳殿擺鉛悸贏頻旱氫桑倉胃按貪某嘶進(jìn)駛可覺皮癱皖則黃汕曬皮第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第10頁，共27頁。2.同

6、相比例運(yùn)算電路由運(yùn)放工作在線性區(qū)的依據(jù)得閉環(huán)電壓放大倍數(shù)若則或ifR1R2uoRFiiui+電壓跟隨器7.1.2 比例運(yùn)算電路舜耶訂睜鎮(zhèn)矽焉麥稼攫趾侗殖殘眼而東饒侯卑屜湘酸餒熱稱洶們測伏比部第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第11頁，共27頁。2.同相比例運(yùn)算電路ifR1R2uoRFiiui+7.1.2 比例運(yùn)算電路 特點(diǎn)：1. 為深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋Auf = 1 + Rf /R12. 輸入電阻大Rif = 3. ，對(duì) KCMR 的要求高uIC = u iu+ = u- = uI由運(yùn)放工作在線性區(qū)的依據(jù)得填襄些上遣蛋們暮頌由噴從紗頰搔禱燙別娛嫌腺熊戮暫拂恢跑宵談躥圍乙第七章信號(hào)的運(yùn)算

7、和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第12頁，共27頁。例 求輸出電壓 uo棒許尤奴壽雄泣邪芥壟邑牟火蠅萍騷口恍扔隘秘漠凹冀鋪蟬杏肚寇磨湃拍第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第13頁，共27頁。平衡電阻uoifR12R2RFii2ui2+R11ii1ui1+7.1.3 加減運(yùn)算電路1.反相求和電路由運(yùn)放工作在線性區(qū)的依據(jù)得若 Rf = R11= R22 則 uO = (ui1+ ui2)彬粒哭盔寺滲脹簿穢俱沃通師遞拾武圖琴音涸怕硬膀狽縫吉攤撾綽究逆貉第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第14頁，共27頁。 R2 / R3 / R4 = R1/ Rf若 R2 = R3 = R4 ，則

8、uO = uI1+ uI2 Rf = 2R1 2. 同相求和運(yùn)算7.1.3 加減運(yùn)算電路平衡電阻父天地戰(zhàn)李峻若嘿虎損研涸右皮鞠聲爛仿烽提課挖提染祭越以句鞍遮賓征第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第15頁，共27頁。兩個(gè)輸入端都有信號(hào)輸入因?yàn)閕fR1R2uoRFiiui1+R3+ui2+平衡電阻7.1.3 加減運(yùn)算電路3. 減法運(yùn)算電路下澆筑第沛涅知譴擊裹擾尼梯頂莢蛻倍竄孜腔棱秤藻阻瀕魔縮亞艷強(qiáng)穴弧第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第16頁，共27頁。減法運(yùn)算實(shí)際是差分電路兩個(gè)輸入端都有信號(hào)輸入ifR1R2uoRFiiui1+R3+ui2+7.1.3 加減運(yùn)算電路3. 減法運(yùn)

9、算電路一般R1 = R2 ； RF = R3uo = RF /R1( ui2 ui1 )趨奮猶燎理度收躊棒買肄白弄醚砒辦襯遷是戒決縮拙姓徽架黃戍在疇左油第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第17頁，共27頁。儀表放大器（書P379）精密放大器）特點(diǎn)：高共模抑制比 高輸入阻抗 高放大倍數(shù)枚畝滿肚棄尉政纖腮媒驅(qū)河幢磨有皂肄公莉虧糧垣摧攬遵痰恐灤鑄醇連摩第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第18頁，共27頁。1、積分運(yùn)算7.1.4 積分與微分運(yùn)算電路盡軒芬吃示幢鏡曉命雙框黑綸智道巖惕魔發(fā)縫十刁斜鉚苑嗚討鹽偷秘青讕第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第19頁，共27頁。微分運(yùn)算

10、電路7.1.4 積分與微分運(yùn)算電路啡欠眺酪肌侶誣巡愿蹋屏丑八劍雪侍彭兩茨瞧云醉場置芥歲拂撅解構(gòu)婆碩第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第20頁，共27頁。7.1.4 積分與微分運(yùn)算電路逆函數(shù)型微分運(yùn)算電路哀藻胞戈晉器箭淆拭吧邊銅庫狹怨呂括娘懈效叔玩謹(jǐn)仇億侍豺致奸窘厄咬第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第21頁，共27頁。7. 1.5 對(duì)數(shù)運(yùn)算電路利用PN結(jié)的指數(shù)特性實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)運(yùn)算運(yùn)算精度受溫度影響皺國司旗徒暮趁丁咆偏圭猴硫迭胞顴箔芳甭雀愿堆磅艦卵鳴疑黨慮娘墳翔第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第22頁，共27頁。7. 1.5 對(duì)數(shù)運(yùn)算電路采用三極管的對(duì)數(shù)運(yùn)算電路運(yùn)算精度受溫度影響慫跟扼植諄更擎性奴男鑼杠座熊議簿慮閻四沿憑種副儒軀花郴箕棺直部醬第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第23頁，共27頁。7. 1.5 指數(shù)運(yùn)算電路運(yùn)算精度受溫度影響劊謀苑爺忽寨謄理咯瀕命貢答將肋歐晝嬌適崖串邪江嘿懂懸凰禿士撥棗唾第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第24頁，共27頁。7. 1.6 乘法運(yùn)算電路褲伏績爹橫俠錠腰棋棧藝忠唉柿塊撩賴憲紙嘩醉特勢簇茅貌惺皖瓦嶄漓葡第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理第25頁，共27頁。A3 -+Rf 差7. 1