20-21第7章 信号运算处理--基本运算电路20-21第7章 信号运算与处理--基本运算电路20-21第7章 信号运算与处理--基本运算电路20-21第7章 信号运算与处理--基本运算电路.ppt

北航五研 北航五研 北航五研 _ + ? + ? R2 R1 R1 ui2 uo R2 ui1 差动放大器放大了两个信号的差值，但是它的输入电阻不高（=2R1）, 这是由于反相输入（反馈）造成的。 例：设计一个单运放加减运算电路， RF=240k?，使 uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3 解: (1) 画出电路。 系数为负的信号从反相端输入，系数为正的信号从同相端输入。 - R3 RF + + ui1 uo R2 R1 ui2 R4 ui3 (2) 求各电阻值。 - R3 RF + + ui1 uo R2 R1 ui2 R4 ui3 uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3 思考： 可否用多级反相求和电路实现？ 电路设计结果？（各电阻值如何确定）。 与单运放实现相比较有何异同？（优缺点） 各放大倍数如何调整？是否方便？ 优点：元件少，成本低。 缺点：要求R1//R2//R5=R3//R4//R6。阻值的调整计算不方便。 单运放加减运算电路总结： 改进：采用双运放电路。 R2 _ + + ? R5 R1 ui2 uo ui1 R4 ui4 ui3 R3 R6 四、双运放的加减运算电路 - RF1 + + ui1 uo1 R1 ui2 R2 R3 - RF2 + + uo R4 ui3 R5 R6 Uo1处输出电阻==？ 例：A/D变换器要求其输入电压的幅度为0 ~ +5V，现有信号变化范围为-5V~+5V。试设计一电平抬高电路，将其变化范围变为0~+5V。 +5V -5V +5V +2.5V 电平抬高电路 A/D 计算机 ui uo uo = 0.5ui+2.5 (V) = 0.5（ui+5） (V) uo =0.5ui +2.5 V =0.5 (ui +5) V _ + ? + ? 10k? 20k? +5V 5k? ui 20k? uo1 uo _ + ? + ? 20k? 20k? 10k ? 思路２：先求和，后放大１／２如何实现？ 思路1：同时比例放大 （1/2）并求和，后反相 五、三运放电路（仪表放大器）P369 uo2 + + A – + A R R RW ui1 ui2 uo1 a b + R1 R1 – + A R2 R2 uo + uo2 + + A – + A R R RW ui1 ui2 uo1 a b + 虚短路： 虚开路： 三运放电路是差动放大器，放大倍数可变。 由于输入均在同相端，此电路的输入电阻高。 uo2 uo1 R1 R1 – + A R2 R2 uo + 例：由三运放放大器组成的温度测量电路。 uo R1 R1 + + A3 R2 R2 + + A1 _ + A2 R R RW + E=+5V R R R Rt ui Rt ：热敏电阻 集成化:仪表放大器 Rt=f (T°C) uo R1 R1 + + A3 R2 R2 + + A1 _ + A2 R R RW + E=+5V R R R Rt ui 思考？ １、为何要用三运放？（输入电阻高） ２、为何要加最后一级？（放大／反馈稳定输出） ３、最后一级输出电阻？（带负载／驱动能力） 1. 它们都引入电压负反馈，因此输出电阻都比较小(why?) 。 2. 关于输入电阻：反相输入的输入电阻小，同相输入的输入电阻高(why?)。 3. 同相输入的共模电压高，反相输入的共模电压小(why?)。 比例运算电路与加减运算电路小结 7.2.3 积分运算电路与微分运算电路 1.用途: 控制电路(PID) 波形变换(如三角波与方波的关系) 。 2.实现方法: 电阻/电容反馈。 电容: 电感: i1 iF t ui 0 t uo 0 输入方波，输出是三角波。 ui - + + R R2 C uo 一、积分运算 应用举例：波形变换 考虑: 输入正弦波，输出是何种波形? 输入直流，输出是何种波形? 模拟电子技术基础 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院 主讲 ：赵建辉 第七章 信号的运算和处理(1.信号运算电路) 7.1 概述 7.2 基本运算电路 7.3 模拟乘法器及应用(X) 7.4 有源滤波电路 7.5 预处理放大电路(X) 第7章 信号的运算与处理 本节课内容 7. 集成运放 重点：集成运算放大电路应用 难点：1.集成运算放大电路模型及分析方法 2.主要运算电路应用(分析与设计) 重点难点 问题提出 1.理想运放及其模型? 2.理想运放的“虚短”“虚短”概念？ 3.基本“运算”的内容？ 4.运算放大电路的分析与设计（重点掌握） 7.1 电路系统概述 以集成运放为主，组