楊素行模電第三

6.1比例運算電路R2=R1//RF由于“虛斷”，i+=0，u+=0；由于“虛短”，u-=u+=0——“虛地”由iI=iF，得反相比例運算電路由于反相輸入端“虛地”，電路的輸入電阻為Rif=R1當R1＝RF時，Auf=-1——單位增益倒相器圖當前第1頁\共有22頁\編于星期日\4點6.1.2同相比例運算電路R2=R1//RF根據(jù)“虛短”和“虛斷”的特點，可知i+=i-=0；又u-

=u+=uＩ得：由于該電路為電壓串聯(lián)負反饋，所以輸入電阻很高；輸出電阻很高。當RF=0或R1=時，Auf=1——電壓跟隨器圖當前第2頁\共有22頁\編于星期日\4點6.1.3差動比例運算電路圖6.1.4差動比例運算電路在理想條件下，由于“虛斷”，i+=i-=0由于“虛短”，u+=u-，所以：電壓放大倍數(shù)差模輸入電阻Rif=2R1當前第3頁\共有22頁\編于星期日\4點三種比例運算電路之比較反相輸入同相輸入差分輸入電路組成要求R2=R1//RF要求R2=R1//RF要求R1=R1′RF=RF′電壓放大倍數(shù)uO與uI反相，可大于、小于或等于1uO與uI同相，放大倍數(shù)可大于或等于1RifRif=R1不高Rif=(1+Aod)Rid高Rif=2R1不高Ro低低低性能特點實現(xiàn)反相比例運算；電壓并聯(lián)負反饋；“虛地”實現(xiàn)同相比例運算；電壓串聯(lián)負反饋；“虛短”但不“虛地”實現(xiàn)差分比例運算(減法)

“虛短”但不“虛地”當前第4頁\共有22頁\編于星期日\4點6.1.4比例電路應用實例兩個放大級。結(jié)構(gòu)對稱的A1、A2組成第一級，互相抵消漂移和失調(diào)。A3組成差分放大級，將差分輸入轉(zhuǎn)換為單端輸出。當加入差模信號uI時，若R2=R3，則R1的中點為交流地電位，A1、A2的工作情況將如下頁圖中所示。圖6.1.6三運放數(shù)據(jù)放大器原理圖當前第5頁\共有22頁\編于星期日\4點圖6.1.7由同相比例運放的電壓放大倍數(shù)公式，得則同理所以則第一級電壓放大倍數(shù)為：改變R1，即可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。R1開路時，得到單位增益。當前第6頁\共有22頁\編于星期日\4點A3為差分比例放大電路。當R4=R5，R6=R7時，得第二級的電壓放大倍數(shù)為所以總的電壓放大倍數(shù)為在電路參數(shù)對稱的條件下，差模輸入電阻等于兩個同相比例電路的輸入電阻之和當前第7頁\共有22頁\編于星期日\4點例：在數(shù)據(jù)放大器中，①R1=2k，R2=R3=1k，R4=R5=2k，R6=R7=100k，求電壓放大倍數(shù)；②已知集成運放A1、A2的開環(huán)放大倍數(shù)Aod=105，差模輸入電阻Rid=2M，求放大電路的輸入電阻。當前第8頁\共有22頁\編于星期日\4點6.2求和電路求和電路的輸出量反映多個模擬輸入量相加的結(jié)果。6.2.1反相輸入求和電路由于“虛斷”，i-=0所以：i1+i2+i3=iF又因“虛地”，u-

=0所以：當R1=R2=R3=R時，圖當前第9頁\共有22頁\編于星期日\4點6.2.2同相輸入求和電路由于“虛斷”，i+

=0，所以：解得：其中：由于“虛短”，u+=u-圖當前第10頁\共有22頁\編于星期日\4點圖6.2.3例6.2.2電路例：用集成運放實現(xiàn)以下運算關(guān)系解：當前第11頁\共有22頁\編于星期日\4點比較得：選RF1=20k，得：R1=100k，R3=15.4k；選RF2=100k，得：R4=100k，R2=10k。當前第12頁\共有22頁\編于星期日\4點6.3積分和微分電路6.3.1積分電路由于“虛地”，u-

=0，故uO=-uC又由于“虛斷”，iI=iC，故uI

=iIR=iCR得：τ=RC——積分時間常數(shù)圖當前第13頁\共有22頁\編于星期日\4點積分電路的輸入、輸出波形(1)輸入電壓為矩形波圖t0t1tuIOtuOOUI當t≤

t0時，uI=0，uO=0；

當t0

<t≤t1時，uI=UI=常數(shù)，

當t>t1時，uI=0，uo保持t=t1時的輸出電壓值不變。即輸出電壓隨時間而向負方向直線增長。當前第14頁\共有22頁\編于星期日\4點(二)輸入電壓為正弦波tuOO可見，輸出電壓的相位比輸入電壓的相位領(lǐng)先90

。因此，此時積分電路的作用是移相。tuIOUm圖當前第15頁\共有22頁\編于星期日\4點6.3.2微分電路圖6.3.5基本微分電路由于“虛斷”，i-

=0，故iC

=iR又由于“虛地”，u+

=u-=0，故可見，輸出電壓正比于輸入電壓對時間的微分。微分電路的作用：實現(xiàn)波形變換。當前第16頁\共有22頁\編于星期日\4點6.4對數(shù)和指數(shù)電路6.4.1對數(shù)電路由二極管方程知當uD

UT時，或：利用“虛地”原理，可得：用三極管代替二極管可獲得較大的工作范圍。圖當前第17頁\共有22頁\編于星期日\4點6.4.2指數(shù)電路當uI

>0時，根據(jù)集成運放反相輸入端“虛地”及“虛斷”的特點，可得：所以：可見，輸出電壓正比于輸入電壓的指數(shù)。圖當前第18頁\共有22頁\編于星期日\4點6.5乘法和除法電路6.5.1由對數(shù)及指數(shù)電路組成的乘除電路乘法電路的輸出電壓正比于其兩個輸入電壓的乘積，即uo=uI1uI2求對數(shù)，得：再求指數(shù)，得：所以利用對數(shù)電路、求和電路和指數(shù)電路，可得乘法電路的方塊圖：對數(shù)電路對數(shù)電路uI1uI2lnuI1lnuI2求和電路lnuI1+lnuI2指數(shù)電路uO=uI1uI2圖當前第19頁\共有22頁\編于星期日\4點同理：除法電路的輸出電壓正比于其兩個輸入電壓相除所得的商，即：求對數(shù)，得：再求指數(shù)，得：所以只需將乘法電路中的求和電路改為減法電路即可得到除法電路的方塊圖：對數(shù)電路對數(shù)電路uI1uI2lnuI1lnuI2減法電路lnuI1-lnuI2指數(shù)電路圖當前第20頁\共有22頁\編于星期日\4點6.5.2模擬乘法器uI1uI2uO圖6.5.3模擬乘法器符號輸出電壓正比于兩個輸入電壓之積uo=KuI1uI2比例系數(shù)K為正值——同相乘法器；比例系數(shù)K為負值——反相乘法器。變跨導