模拟电路第八章信号的运算和处理电路.ppt

第八章 信号的运算和处理电路 1 理想集成运放的技术参数 ①开环差模电压增益AVd=∞ ②差模输入电阻Rid=∞ ③输出电阻Ro=0 ④共模抑制比KCMR=∞ ⑤输入失调电压VIO=0 失调电流IIO=0 它们的温漂均为零 ⑥输入偏置电流IIB=0 ⑦带宽BW= ∞ 2 理想集成运放工作在线性区的特点 ①差模输入电压为零：VP=VN （虚短路） ②输入电流为零： IP=IN=0（虚断路） 8-1 基本运算电路 虚断, ip=in=0 虚短, vp=vn=0 (虚地) 虚地是反相比例运算电路的一个重要特征。 运放无共模电压输入。 ⑵ 同相比例运算电路 8.1.2 差分比例运算电路 例:分析下图放大器的组成，并求电压增益。 8.1.3 求和运算电路 利用反相求和实现减法计算 8.1.4 积分电路 例：积分电路如上图所示，R=10K，C=1μF，若输入的波形如图所示，试画出输出电压的波形。[ Vc(0)=0 ] 8.1.5 微分电路 8.2 实际运算放大器运算电路的误差分析 1共模抑制比KCMR为有限值的情况 KCMR≠∞,AVd ≠∞,AVc ≠0，vP ≠vN 2 输入失调电压VIO ,输入失调电流IIO不为0的情况 -(IIB-IIO/2)R2=-VIO- (IIB+IIO/2)(R1//RF)+R1Vo/(R1+RF) VO=(1+RF/R1)[VIO+IIB(R1//RF-R2)+IIO(R1//RF+R2)/2] 例8.2.2：反相比例放大器，运放参数VIO=2mV , IIB=80nA ，IIO=20nA ，求同相输入端等效误差电压Vir 。 8.3对数和反对数运算 8.3.2反对数运算电路(指数运算电路) 例:求vo的值，并说明此电路完成何种运算功能。 8.4 模拟乘法器在信号运算电路中的简单应用 vo(t)=KM vx(t)vy(t) 1 除法运算电路 由运放的虚短和虚断有: i1+i2=0 i1=vi1/R1 i2=vo1/R2 vi1/R1 +vo1/R2 =0 vo1=-(R1/R2)vi1 2 开平方运算 i1+i2=0 vi/R+KMv02/R=0 8.5 有源滤波器8.5.1 基本概念 作用：让所需要频率的信号通过，抑制不需要的频率信号。 类型：模拟式 有源 低通 数字式 无源 高通 带通 带阻 8.5.2一阶有源滤波器 8.5.3二阶有源滤波器 传递函数一般表达式 Ao ： 通带增益 Q ：品质因素 ωn：特征频率 ωo：中心频率 1 、压控电压源低通滤波器 二阶低通滤波器幅频特性 2压控电压源带通滤波器 带通滤波器幅频特性 * VP-VN VOH -VOL VO 理想运放传输特性： 3 理想集成运放工作在非线性区的特点 ①输出电压只有两种可能。 当VP﹥VN 时：运放达到最大输出电压VOH 。 当VP﹤VN 时：运放达到最小输出电压VOL。 ②输入电流为零，IP=IN=0 同相，反相端电压不相等，VP≠VN 运放开环运用，或加正反馈，或虽加有负反馈但输出电压达到了运放最大输出，则运放工作在饱和区。 运放加负反馈运用，且输出电压没达到运放最大输出，运放工作在线形放大区间。 Rif=R1 Rof=0 if R2=R1//RF R1 vi RF R2 v0 ii A p n 8.1.1 比例运算电路 ⑴反相比例运算电路 特点: ▲不存在虚地现象，运放两输入端有共模电压。 ▲当RF=0或R1=∞时，AVf=1，实现了电压跟随。 ▲电路的输入电阻无穷大，输出电阻为0，具有很强的带负载能力。 R1 vi A RF R2 v0 R2=R1//RF ii if p n A R2 ii R1 v0 vi2 RF if R3 vi1 p n A3为差分比例放大器。 输入电阻高，共模抑制比高，增益调节方便。 A3 A1 R2 R1 vi1 vi2 v0 R3 R4 R4 i v01 v02 A2 R3 R2 R2 i1 A vi1 R1 RF R, v0 R,=R1//R2//R3//RF if vi2 vi3 R3 i2 i3 Rf1 A1 A2 R1 R2 R2 VS2 VS1 Rf2 V0 V01 vi vS t A R R, vC vi v0 ii iC c -vS τ - v0m vo t 缺点: 输出端存在积分漂移电压