模擬電子技術(shù) 第6章集成運(yùn)算放大器組成的運(yùn)算電路 考研備考期末復(fù)習(xí)

6集成運(yùn)算放大器組成的運(yùn)算電路6.1基本運(yùn)算電路6.2對(duì)數(shù)和反對(duì)數(shù)運(yùn)算電路6.3模擬乘法器及其應(yīng)用6.4集成運(yùn)算放大器使用中的幾個(gè)問(wèn)題6.1基本運(yùn)算電路6.1.1加法運(yùn)算1．反相輸入加法電路6集成運(yùn)算放大器組成的運(yùn)算電路運(yùn)放工作于線性狀態(tài)電壓并聯(lián)負(fù)反饋由兩個(gè)分析依據(jù)“虛短”“虛斷”b2A+b1–其中故有b2A+b1–2．同相輸入加法電路

運(yùn)放工作于線性狀態(tài)電壓串聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)兩個(gè)分析依據(jù)“虛短”“虛斷”由圖可知其中故A+b1b2同相端電壓式中A+b1b26.1.2減法運(yùn)算運(yùn)放工作于線性狀態(tài)電壓負(fù)反饋根據(jù)疊加原理減法運(yùn)算器反相比例器同相比例器分解A+b1b2+同相比例A+b1b2等效反相比例A+b1b2A+b1b2A+b1b2A+b1b2如果如果則則由圖可知其中故6.1.3

積分運(yùn)算CA+iR+–輸入階躍電壓t0輸出電壓隨時(shí)間線性下降運(yùn)放的最大輸出電壓輸出飽和t0t0輸入電壓t0輸出電壓故6.1.4微分運(yùn)算由圖可知其中CA+iFR+–微分電路的階躍響應(yīng)Ut0t0輸入信號(hào)輸出信號(hào)t0輸入電壓輸出電壓t06.2.1對(duì)數(shù)運(yùn)算6.2對(duì)數(shù)和反對(duì)數(shù)運(yùn)算電路由圖可知故R+AT+––T選用PNP型當(dāng)uI<0時(shí)故6.2.2反對(duì)數(shù)運(yùn)算由圖可知RT+Ab1b26.3模擬乘法器及其應(yīng)用乘法器符號(hào)實(shí)現(xiàn)的功能K1．對(duì)數(shù)乘法器知可利用對(duì)數(shù)電路、加法電路和反對(duì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的乘法運(yùn)算功能。式中6.3.1乘法器的工作原理由原理框圖對(duì)數(shù)運(yùn)算對(duì)數(shù)運(yùn)算加法運(yùn)算反對(duì)數(shù)運(yùn)算對(duì)數(shù)乘法運(yùn)算電路R1+A1T1–R2+A2T2–R4+A3–R3R6+A4T4–??R52.變跨導(dǎo)式乘法器RT1T2T3T4+++_+A_在圖示電路中因?yàn)镽T1T2T3T4+++__則因T3、T4構(gòu)成鏡象電流源當(dāng)時(shí)RT1T2T3T4+++__由以上各式得式中RT1T2T3T4+++__接入差分比例電路RT1T2T3T4+++_+A_1.平方運(yùn)算電路6.3.2乘法器應(yīng)用電路K2．開(kāi)平方運(yùn)算電路由圖可知故K+A3.除法運(yùn)算電路由圖可知故K+A4.調(diào)制與解調(diào)音頻信號(hào)載波信號(hào)幅度調(diào)制原理框圖濾波器帶通K輸出信號(hào)濾除單邊帶信號(hào)濾波器帶通K幅度解調(diào)原理框圖載波信號(hào)調(diào)幅信號(hào)載波信號(hào)調(diào)幅信號(hào)音頻信號(hào)濾波器低通K輸出信號(hào)信號(hào)濾除高頻信號(hào)載波信號(hào)調(diào)幅信號(hào)音頻信號(hào)濾波器低通K6.4.1選型

專用型類型特點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)合通用型種類多，價(jià)格便宜一般測(cè)量、運(yùn)算電路低功耗型功耗低遙感、遙測(cè)電路高精度型型測(cè)量精度高、零漂小毫伏級(jí)或更低微弱信號(hào)測(cè)量高輸入阻抗型Rid對(duì)被測(cè)信號(hào)影響小生物醫(yī)電信號(hào)提取、放大高速寬帶型帶寬高、轉(zhuǎn)換速率高視頻放大或高頻振蕩電路高壓型電源電壓48V～300V高輸出電壓和大輸出功率集成運(yùn)放及其特性簡(jiǎn)表6.4集成運(yùn)算放大器使用中的幾個(gè)問(wèn)題6.4.2調(diào)零常用的調(diào)零電路帶調(diào)零引出端2315476無(wú)調(diào)零端LM3246.4.4保護(hù)1．輸入保護(hù)6.4.3消振自激振蕩的原因運(yùn)放的增益高存在寄生電容加入消振電容消振的措施：保護(hù)電路R+Ab1b2

2.輸出保護(hù)保護(hù)電路+A6.4.5運(yùn)算電路的誤差分析運(yùn)放低頻等效電路－＋－＋（+）rid（）1.共模抑制比KCMR為有限值的影響圖示電路中等效共模輸入電壓等效差模輸入電壓Ab1b2而理想運(yùn)放的輸出電壓為輸出電壓代入uIc、uId得Ab1b2故輸出電壓的相對(duì)誤差

2．及為有限值的影響

在圖示電路中，由于另一方面，由疊加原理得Ab1b2由此得實(shí)際的輸出電壓而理想運(yùn)放的輸出電壓為Ab1b2故輸出電壓的相對(duì)誤差3．運(yùn)放的偏置和失調(diào)的影響偏置和失調(diào)對(duì)運(yùn)放的影響圖+A（1）僅考慮反相輸入端的影響+A（2）僅考慮同相輸入端和的影響+A（3）僅考慮失調(diào)電壓的影響+A根據(jù)疊加原理，以上三種情況的共同影響為：+A例1用理想集成運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)下列運(yùn)算關(guān)系，并畫(huà)出電路圖。要求所用的運(yùn)算放大器為三個(gè)，元件的取值范圍為：練習(xí)題解：根據(jù)題意，將要求實(shí)現(xiàn)下列運(yùn)算關(guān)系變形為那么式可以用積分器來(lái)實(shí)現(xiàn)。式可以用反相輸入的加法器來(lái)實(shí)現(xiàn)。最后，在來(lái)一級(jí)反相器，即可實(shí)現(xiàn)運(yùn)算+–1mFA360kW1MW??60kW20kW60kW100kW100kWA2A1––++圖中運(yùn)算電路例2圖示電路是一個(gè)由理想運(yùn)算放大器組成的可調(diào)穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)壓值為UZ。+A（2）若要改變UO的符號(hào)（極性），而不改變UO的大小，問(wèn)電路必須做哪些改動(dòng)？（1）試求用UZ表示的UO表達(dá)式。解（1）設(shè)流過(guò)R1、R2的電流為I1、I2如圖所示。I1I2+A那么，R3上的電壓即UZ，于是因U+=U-I1I2+A故輸出電壓（2）為了改變UO極性，須將原+VCC端接地，原接地端改接-VCC，同時(shí)將穩(wěn)壓管DZ的正負(fù)極性調(diào)換。+A改變后的電路例3利用運(yùn)算